Optické  disky

Princip

CD ROM jsou používány tam, kde je zapotřebí velká kapacita dat. Naopak přístupová doba u těchto disků je větší než u klasických Winchester. pamětí. Data jsou na disk zapisována stejně jako u CD a mají i stejnou organizaci dat. Vzhledem k poměrně nízké ceně medií i jednotek a kompatibilitě od různých výrobců, lze očekávat rychlé rozšíření těcto ROM pamětí. Vývojem dalších technologií CD-ROMXA XE "CD-ROMXA"  (eXtended Architecture) včetně zvyšování otáček (Double - 300kB/s, Tripple, Quad - 600kB/s, šestinásobné a od r. 1995  osminásobné,r. 1996 XM570x 12tinásobné, r 1997 16tinásobné a 24 a 32násobné - max rychlost 4,8MB/s, r. 1998 42násobné - čtení je již 7mi lasery při 6ti násobné rychlosti - větší spolehlivost) r1999 44 a 48násobné resp 52násobné (Kenwood) a tedy zvyšováním přenosové rychlosti (nejdůležitější), snižováním doby přístupu je rozšiřováno jejich uplatnění od pevných dat (sbírka zákonů ASPI, seznamy firem, telefonů) přes multimedia k zatím nejnáročnějším aplikacím záznamu fotografií u systémů Kodak Photo CD.

     Přenosová rychlost je u standardních CD-ROM 150kB/s u dubble CD-ROM 300kB/s (standard do r. 1995) a u Quad-Speed CD-ROM drive 600kB/s (standard od r. 1996) 6ti násobná a 8mi, 10, 11 ,12 má 12ti násobnou rychlost, tj. 1,8MB/s, 15 a 16ti (1.2 až 2,4MB/s) násobná rychlost. U mechanik s konstatními otáčkami je rychlost přenosu proměnná podle stop. Např. u 24 násobné je rychlost pro vnitřní stopy jen 10,3 násobná, pro vnější 24 násobná. Maximální násobnost je omezena propustností kanálu 50MHz, tj. 32násobnost. 

     Přístupová rychlost XE "Přístupová rychlost"  je dána podle starších dokumentací jako doba potřebná pro přesun hlav o 1/3 rozsahu od okamžité polohy. Nyní se preferuje čas potřebný k roztočení na jmenovité otáčky plus střední doba náhodného vystavení. Tato doba je až 80ms.  Tento parametr není tak důležitý jako tok dat. Některé firmy ale stále uvádí dobu pro dosažení 1/3 rozsahu.

     Kapacita XE "Kapacita"  okolo 1GB. Firma Philips oznámila výrobu 6.7GB disků pro filmové aplikace (4.5h videa). Vyšší hustota je dosažena modrým (vlnová délka 450nm - průměr 1,2um), fialovým (402nm) nebo ultrafialovým (vlnová délka 240nm - průměr 0,65um) laserem (nitrid galia), umožňující zmenšení paměťových bodů, a dvouvrstvou strukturou, z nichž horní je odrazná a dolní, snímaná druhým paprskem je rozptylová na "důlkách". Kombinací těchto technologií se očekává  zvýšení kapacity až desetkrát (1996). Rychlost přesunu po záznamu je 1.4m/s.

U disků R a RW jsou díry hluboké 0,12um

     Interface: SCSI -univerzální pro všechny OS, drahý řadič (jeden pro 7 periferií.

                 IDE/ATAPI (AT Attachment Packet Interface XE "AT Attachment Packet Interface" )XE "IDE/ATAPI (AT Attachment Packet Interface)" - paketové rozhraní pro připojení IDE- od r. 1994 umožňuje připojení 4 periferií (hard disky a CD-ROM), redukuje náklady nefunguje po OS/2, Unix atd., tj má omezení v multitaskingu.

                 Ablativní formát WORMXE "Ablativní formát WORM"  V ablativním režimu je laserový paprsek soustředěn na záznamovou vrstvu. Dochází tak ke zvýšení teploty, které způsobí odpařování vrstvy a vytvoření záznamu - jamky.

     Disky WORM (Write once Read Manytime)XE "WORM (Write once Read Manytime)" umžňují uživateli zapisovat do volného prostoru disku data a tak si vytvořit vlastní ROM disk. Je to obdoba pamětí PROM. Kapacita těchto disků je řádově opět gigabyty a doba uschování dat je přes 20 let. Vzhledem k velké kapacitě je cena jednoho bytu na disku velmi malá.

 CD-RXE "CD-R" jsou disky určené především pro zálohování dat, jsou to zapisovatelné (recordable) disky konkurující páskovým pamětem. Neumožňují automatické zálohování souborů větších než 650MB. Rychlost je až 52 násobná.

Přístupová doba je 300ms. (Rychlé).

Mají delší životnost media než pásky, ale menší než  CD-ROM. Stopy vytváří spirálu ze středu směrem ven. Body se vypalují laserem tak, že se vypalovaný bod zahřeje a vznikne na něm kulatá bublinka s menším indexem lomu. Vypalovaná organická vrstva (barvivo) po zahřátí (250 až 400C) tvoří miniaturní kopečky. Tento rozdíl od CDROM je i příčinou chyb u některých přehrávačů. Pod touto vrstvou je odrazná střední vrstva.  Laser je naváděn vodící drážkou. Proti UV záření jsou chráněny tmavozelenou barvou (starší), žlutozelenou a někdy i stříbrnou. Povrch musí být lesklý a čistý a zároveň chrání proti mechanickému poškození. Špína vadí zejména při nahrávání. Proto používat pouze vakuově balené CD a otvírat je až při nahrávání.

Vyšší náklady.Menší kapacita.

Existují CD rekordéry XE "CD rekordéry" , které vyžadují media s předplacenou stopu (autorská práva)

 Mimo těchto optických disků existují přepisovatelné optické disky EODXE "přepisovatelné optické disky EOD". Data jsou zapisována a čtena laserovým paprskem za přítomnosti magnetického pole, kde dochází ke vzniku tzv. Kerrova jevu XE "Kerrův jev"  a nebo ke změně odrazivosti XE "odrazivost"  (amorfní nebo strukturovaný materiál ve čtené bodě).. Rozdíl při čtení a zápisu je v intenzitě laserového paprsku. Při zápisu a při mazání musí být intenzita taková, aby byla schopna změnit vnitřní strukturu amorfní látky tak , aby se změnila její odrazivost.

     Lineárně polarizovaný paprsek světla při průchodu určitými látkami stáčí svou rovinu. Tento jev se nazývá optická otáčivost a uvedené látky opticky aktivní. Úhel natočení záleží na vlnové délce světla, teplotě a mg. a el. poli. Při zápisu se mění struktura materiálu povrchu media. Obvykle se jedná o látky anisotropní, XE "anisotropní látky"  a tím při existenci vnitřního nebo vnějšího el. pole se mění rychlost světla v různých směrech a tedy i index lomu. Při čtení je tedy využitá změna idexu. Obdobně lze využít i změnu odrazivosti materiálu, která je proměnná v závislosti na nahrané informaci.

Záznamová vrstva je obklopena z obou stran dielektrikem, které modifikují odezvu optického signálu, zvýšit účinnost laseru (isolace teplotní - teplota je 600C

Výkon pro amorfní stav 20mW, (600C), pro změnu do krystalického 4 až 8 mW - 200C.

Rychlost až 24 násobná.

 

Zapisovací metody jsou

·      Track at once XE "Track at once" ,

·      In-cremental (packet) writing XE "In-cremental (packet) writing"  a

·      MultiSession XE "MultiSession" , (ubírá 24MB + n-krát 15MB)

·      metoda Disk at once XE "Disk at once"

 

     Hustota záznamu u optických disků záleží na frekvenci laseru. Proto je snahou přecházet od červených laserů k zeleným a nyní (1995) se přechází průmyslově k modrým (5x vyšší hustota než zelený).

 

Vlastnosti disků

·      5,25” zapisovatelné optické  disky  mají podle ISO kapacitu 1.3 GB nebo 650 MB.

Disk 3,5”

·         230MB

·      otáčky 3600RPM na vnitřních stopách až 6360rpm

·      vyhledávací doba - seek time 29ms

·      SCSI XE "SCSI"  (&SCAM level 1), ATAPI XE "ATAPI"

·      >230kB (512kB) read ahead Cache

·      Transfer Date Burst 5 až 16,6MB/s (PIO 4) pro Synch, 3 až 10MB/s pro Asynch

·      Transfer Data Rate XE "Transfer Data Rate"  2.28MB/s

·      rychlost dvojnásobná až 8mi násobná

·      Životnost disků je více než 10 let

·      Driver je často kombinován i pro WORM.

·      X faktor XE "X faktor"je skutečné znásobení rychlosti přenosu u mechanik

·      formát pro data ISO9660, pro dlouhé názvy Joliet

Miniaturní optický disk

od fy Philips chip 9/02

·      1GB

·      modrý laser s plastovými čočkami

·      5,6 x3,4 x 0,75 cm

 

 

     Rozvoj mikroprocesorů, zejména jejich rychlosti přináší potíže v komunikací s pamětmi. U operačních pamětí je situace řešena pomocí cash-í, které pomáhají tuto situaci vyřešit. U vnějších, nonvolatilních pamětí je rozdíl rychlostí ještě větší a je dán existující technologickou mezerou.

Organizace disku

Zapisovatelné disky

Základní jednotkou je 1minuta záznamu plnohodnotného stereo signálu. V prodeji jsou disky

·      74 min průměr 120 mm

·      63 min průměr 120mm

·      21 min průměr 80 mm

Data se zaznamenávají do sektorů, Sektor má velikost 2352B. Data mohou být zaznamenána 3 způsoby

1.  Mode 1 XE "Mode 1" , má 2048 užitečných BYTE/SECTOR (STANDARD) - MSCDEX XE "MSCDEX"  podporuje jen 2048B

2.  Mode 2 XE "Mode 2" , 2336 B/sector

3.  Audio , 2352 B/sector XE "sector"

Sektor se skládá z 98 rámců (frame). Každý rámec začíná 24 synchronizačními bity a pak následují 2 bloky s 12ti uživatelskými byty a 4mi byty CIRC- korekce. Každý bajt začíná trojicí spojovacích nulových bitů a 14ti bitovým kódem bajtu, z toho 8bitů se nazývá subchannel a je označován písmeny P až W, kde P a Q slouží ke kontrolním účelům a R a W jsou volné.. Při zakódování nesmí být dvě jedničky vedle sebe. Aby toto nenastalo při spojování bajtů jsou proloženy  3mi spojovacími nulovými bity.

Každá sekunda XE "sekunda"  obsahuje 75 sektorů.

Každý sektor obsahuje tedy asi 2kB, takže základní kapacita je  pro 74 min 650MB (starší jednotky nemusí umět poslední stopy číst).

Soubory tak jako na pevném disku zabírají o něco větší prostor než je jejich velikost.

·      Žlutá kniha XE "Žlutá kniha"  definuje začátek datového záznamu až po 2s. Tím se sníží kapacita o 300kB.

·      Zavaděč XE "Zavaděč"  spotřebuje 6500 sektorů, tj. 13MB

·      Kořenový adresář XE "Kořenový adresář"   1 sektor

·      Tabulky cest XE "Path table"         2 sektory

·      Popis media        2 sektory

·      Systém                 16 sektorů

·      Úvod a konec seance 4650 sektorů

tedy celkem asi 21MB služebních dat.

Podle PC Wordu 1998 je struktura tato:

1. Root File minimálne 1 sektor

2. Path table XE "Path table"  minimálne 2 sektory

3. PVD XE "PVD"  (Primary Volume Descriptor) 1 sektor

4. VDST XE "VDST"  (Volume Descriptor Set Terminator) 1 sektor

5. rezerva systému 16 sektoru

6. Lead-out XE "Lead-out"  4 500 sektoru

7. 2vterinová prodleva (pre-gap) 150 sektoru

8. Lead-in XE "Lead-in"  6 500 sektoru

Podtrženo a secteno: 11 171 sektoru.

Tento objem odpovídá 22,878 MB, o které se zmenší kapacita disku. Výše uvedený výpočet platí pro CD-ROM (single session).

Celý disk může obsahovat 1 nebo více seancí. Každá seance zabírá celý počet  stop. Po uzavření seanse XE "seanse"  je její obsah zapsán do obsahu seanse. Pak je zapsáno ukončení, které umožňuje číst data. Při modifikaci obsahu pro multisesion (např. přidání seanse)  se znovu nahraje obsah staré seanse, přidají se nové soubory a změní odkazy.  Tyto úpravy jsou vidět následovně

·      CD-multi XE "CD-multi"                                                                                                                    Mechanika normal  Pouze první seanse

·      CD-multi bez akualizovaného obsahu    Mechanika multi                 Pouze poslední (chybí odkazy)

·      CD Multi s aktualiz. odkazem                                           Mechanika Multi                 Poslední s propojením všech seancí

·      kódování  (modulace) 8 na 16 (obvykle 8 na 14) tj. zakódování 8 bitů na 16 bitů

Zapisovatelné disky XE "Zapisovatelné disky"  jsou vhodné pro 6ti, 4 a 2násobné rychlosti.

Laser XE "Laser"  650 nebo 780 nm.

 

Barva CD-R

Barva XE "barva"  je dána jednak odrazivou vrstvou (Au. Ag) a jednak barvivem přetavitelné vrstvy.

CD Recordable File System

CDRFSXE "CDRFS" neboli CD Recordable File SystemXE "CD Recordable File System" spočívá ve změně přístupu k informacím na disku. Disk se pak chová jako pevný disk, s tím, že nová data znepřístupní starší záznam. Během formátování se na disku vytvoří první session, do které se zapíše tzv. zapuštěný ovladač s automatickým instalátorem. Při čtení tohoto disku musí být tento ovladač automaticky zaveden do paměti počítače.

Prázdný disk po naformátování

  LI   PVD  System  SVD0  LO          PVD  SVD0

     1. session                               2. session                                  vnějšek disku

Každá datová oblast je začíná volací značkou PVD XE "PVD"  - Primary Volume Descriptor XE "Primary Volume Descriptor" . Tato značka řídí přístup k souborům. Všechny informace o adresářích a souborech jsou  v SVD XE "SVD"  - Secondery Volume Descriptor XE "Secondery Volume Descriptor" . První session je navíc uzavřena  sekcemi Lead-In XE "Lead-In"  a Lead-Out (LI XE "LI"  a LO XE "LO" ). Takto naformátovaný disk nelze klasicky vypalovat.

 

LI   PVD  System  SVD0  LO          PVD  SVD0        Soubor  SVD1  Soubor   SVD2

     1. session                               2. session

V další fázi dochází vždy k zápisu do poslední otevřené session. Připíší se data a pak se opět uzavře  oblastí SVD XE "SVD" , kde jsou informace o uložených datech ( pokud je soubor stejný je předcházející znepřístupněn.) Zároveň se tak vytváří prostor pro další session..

Po ukočení sesion se 2. session uzavře do LI XE "LI"  a LO XE "LO"  a připraví se session 3.

 

 

 

.

LI   PVD  System  SVD0  LO  LI  PVD  SVD0  Soubor  SVD1  Soubor   SVD2 LO

     1. session                               2. session                                                              PVD

                                                                                                                                  SVD2

                                                                                                                         3. session

Po zaplnění disku nebo zákazu zápisu se pustí funkce Write Protect, která poslední session uzavře do LI a LO , ale neotevře další session (nevytvoří se PVD a SVDx.

 

Nahrávání pro single session se nazývá Disk-at-once XE "Disk-at-once"   -  DAO XE "DAO"

Nahrávání pro multisession se nazývá Track-at-once XE "Track-at-once"   -  TAO XE "TAO"

 

Nahrávání s vytvářením souborového systému na CD, tj. bez předchozího vytvoření obrazu na disku, se nazývá on-the-fly XE "on-the-fly" ,

a nahrávání z obrazu - image XE "image"  - tj. s vytvořenou strukturou CD.

CD-RW XE "CD-RW"

mají rychlosti 4-4 (zápis-čtení) nebo 2-6.

Mazání trvá 5minut, maže se celý spirálovitě zapsaný i nezapsaný disk.

Mechaniky jsou odlišné od CD ROM, poněvadž je u těchto disků menší odrazivost.

Mohou se připojovat jak po SCSI, tak i po ATAPI XE "ATAPI" . (CD-R jenom SCSI).

Zápis je zahřátím na 700°C (amorfní tvar), mazání na 200°C (krystalický - odrazivý) a čtení je laserem o malém výkonu. Odrazivost RW disků je podstatně menší než ROM a R disků, a tedy mohoou mít RW jednotky potíže se čtením. Multi Read XE "Multi Read"  disky umožňují čtení obou záznamů.

Konstrukce a výroba

Výroba

Data na plastovém disku se pokryjí tenkým hliníkovým povlakem (stříbrný) a nanese se krycí lak, na který se vytiskne štítek.

CD-R  se vyrábí z polykarbonátu stejně jako CD ROM, ale forma neobsahuje data ale drážky pro navádění laseru (grove). Výlisek se pak zchlazuje ze 300 oC na pokojovou teplotu. Pak se na výlisek nastřikuje světlocitlivá barva (cyanin - modr (cyanin – modrá, phthalocyanin – zelená), která se odstředivou silou na roztočeném disku rovnoměrně rozleje. Okraje se musí odstranit, neboť působením prostředí (pot a pod) se od okolí nekvalitně odizolovaná vrstva slepne.  Po vysušení při 90oC  se nanáší odrazivá vrstva naprašováním stříbra. Nakonec se disk přelakovává UV lakem, který se UV světlem vytvrzuje.

CD-R Nahoře je reflexní vrstva a pod ní vrstva čirého plastu a mezi nimi vrstva barviva citlivého na světlo. Je-li na tuto vrstvu zaostřen  laserový paprsek, změní barvu, což způsobí změnu odrazných vlastností. proces změny barviva je nevratný. Pokud se disky CD-R nechají na prudkém  slunci data se ztrácí.

 

CD-RW

Tenká vrstva s reflexními vlastnostmi, které lze měnit zahřátím laserem. Po zahřátí zapisovacím výkonem a zchladnutí je materiál krystalický., po zahřátí větším mazacím výkonem stane se materiál amorfním. Krystalická vrstva odráží více světla než amorfní.

 

Horní povrch

 

                               Ochranná vrstva                                ochranná vrstva

 

                                                                                          Reflexní folie

                                                                                      Dielekrická vrstva

                                Reflexní folie                                 záznamový fillm

                              Záznamové barvivo                       

                               Polykarbonátový                             polykyrbonýtový

                                      Základ                                             základ

                  Zápis

 

CD-PROM jsou disky, které obsahují modulované drážky jako CD ROM, ale i naváděcí drážku grove jako CD-R. Poměr použití lze libovolně volit. Proto jsou kompatibilní se všemi formáty.

Konstrukce

U disků CD ROM do 12ti násobné rychlosti (včetně) [2]se používá technika CLV - Constant Linear VelocityXE "CLV - Constant Linear Velocity", která znamená, že na vnějším okraji disku jsou otáčky pomalejší, aby rychlost zůstala konstantní. Při výskytu chyby se u některých  mechanik snižuje rychlost na dvojnásobnou nebo dokonce na jednoduchou.

Vnitřní Cache má obvykle velikost 256kB.

CAVXE "CAV" Constant angle velocityXE "Constant angle velocity" dodržuje konstantní otáčky. Tento systém řízení se  aplikuje na CD ROM i DVD s rychlostmi nad 12ti násobek základní rychlosti, tj pro disky s 15 a 16ti, 20 a 24 násobnou rychlostí [2]. Tento způsob ale zpomaluje tok dat při vnitřních stopách až na úroveň 10ti až 8mi násobných disků. (Podle hitachi  24x má uvnitř  jen 10x) Bohužel záznam se provádí od vnitřní stopy, takže maximální rychlost, která je na vnější stopě, na discích dosti často není dosažena.

Stejně tak i kombinace řízení CLV a CAV v tzv. PCAVXE "PCAV" Partition CAVXE "Partition CAV" systémech vnitřní stopy zpomaluje. Vnější stopy jsou CLV a vnitřní CAV (vnitřní 8x a od 2/3 16x)..

Zone CLV –používá se u CD-R s více než 20x rychlostí. Disk je rozdělen na zóny s konstatní rychlostí. Rychlost zón narůstá od středu k okraji. Obvyklé hodnoty zlomu jsou 8, 28 a 56min. Při přechodu mezi zónama se používá technologie BURN-proof.

BURN-Proof  Buffer Under Run Proof – stará se o podtečení disků. Po navázání nových dat vzniká malá mezera, která starým přehrávačům může činit potíže.

PowerRec-II –plextor ptimised Writing Error Reduction Control – upravuje rychlost zápisu na nekvalitních nosičích, aby byl zápis co nejdokonalejší. Optimalizace zápisu.

VariRec – variable recording – upravuje energii laseru při zápisu tak,aby byl záznam vždy kvalitní.  Využívá se pro audiozáznam při zápisu na CD-DA formát.

Vyvažování Pro disky s rychlostmi 7000ot/min je nutné individuelně vyvažovat disky, neboť i popis způsobuje jejich rozvážení. Provádí se to pomocí ložisek vložených okolo hřídele na magnetické desce.  Tyto ložiska se rotací rozprostřou tak, aby vyvážily disk.

Násobnost čtecích laserů XE "Násobnost čtecích laserů"  umožňuje další zvýšení přenosové rychlosti. Tyto CD snižují rychlost otáčení a tím spolehlivost čtení je větší než u vysokorychlostních, kde se velmi často musí snížit rychlost při chybovosti čtení. Firma ZEN má 7mi laserový 6tinásibný systém umožňující tedy 42násobný přenos. Paprsek z laseru je veden přes difrakční mřížku, kde se rozdělí na 7 svazků, které vedou přes kolimační (linearizační) čočku, kde se paprsky seřadí do řady a přes čočku se vedou na disk. Paprsky odražené od 7mi stop se vedou do multipaprskového fotočlánku na vcyhodnocení.

Servomechanismus má 4 servery:

·         pro řízení otáček

·         pro ostření svazku

·         pro vyhledávání tracku

·         pro sledování tracku

MMCD

Systém MMCDXE "MMCD" má na jedné podložce naneseny dvě vrstvy. To umožňuje zvětšit kapacitu na dvojnásobek, tj na 7,4MB. První informační vrstva je polopropustná (nanesena tenká kovová vrstva) pro vlnovou délku 635nm ( 35% odráží a 65% propouští). To umožňuje bezchybné čtení i druhé vrstvy, která leží pod ní ve vzdálenosti 35um.

Záznam v systému MMCD nelze číst normálními mechanikami CD

 

Hybrid MMCD

Záznam v systému MMCD XE "MMCD"  nelze číst normálními mechanikami CD, proto byl změněn materiál na polopropustné vrstvě tak, aby byl pro 635nm polopropustný a pro 785nm plně propustný. Pak lze tyto disky číst normální mechanikou v normální hustotě.

 

Super Density Disk XE "Super Density Disk"  SDD XE "SDD"

·         Má délku záznamu 142min videa včetně 3 jazyčného doprovodu.

·         Záznam je proveden MPEG-2,

·         rychlost až 10Mb/s

·         7,5krát více dat než u klasického formátu - 5GB

·         apertura 0.6

·         vln. Délka 650nm

·         vzdálenost  stop 0,74um

·         pit 0,4um

·         modulace 8:16 (8 bitů je zak=odováno na 16 )

·         kapacita 18GB

·         doporučení Hollyvood Digital Video Disc

·         podporuje Dolby (5+1), PCM , PAL, NTSC

Snižování tloušťky disku vede ke zmenšení pevnosti. Proto bylo navrženo sendvičové uspořádání” disk je složen ze dvou polovin o tloušťkách 0.6mm. Informace je čtena z obou stran.

Každá strana je pokryta odrazovou vrstvou

 

 

Dual Layer SD XE "Dual Layer SD"

je obdobné konstrukce jako Super Density  Disk XE "Super Density  Disk" , ale informace se čte z jedné strany. Dosažení kapacita je 9GB. Vrsvy jsou vzdáleny 55mm. Světelný kužel zaostřený na vnitřní vrstvu musí procházet datovou drážkou vnější vrstvy, aby se zabránilo lomům a reflexi.

 

 

U těchto disků se pro správné „vypalování“ musí používat TBW – thermally Balanced Writing – teplotně vyvážený zápis, který reguluje velikost proudu laseru během vypalování jednoho pitu i celého záznamu. Tím se zajistí správná velikost bubliny po zchladnutí.

Záznam na dvouvrstvé disky se provádí dvěma metodama

 

 

Rozdíly AUDIO a ROM

1.    Přístupová doba

2.    Zabezpečení opravným kódem ECC místo PQ kódu u audio XE "audio"

3.    interface mezi mechanikou a počítačem

4.    použití ochranných pouzder caddy XE "caddy" .

 

Činnost

Laserový paprsek zaostřený na pit XE "pit"  je od nich odrážen s různým rozptylem a snímám přes odraz polopropustného zrcadla fotodiodou . Výsledný signál (14ti bitový využívající ale jen 267 stavů - v zapsaných pitech nesmí být  dvě jedničky vedle sebe) je demodulován (Reverse EFM -zpětná modulace ze 14 na 8 bitů), je rekonstruován tzv.  prostorovým prokládáním bytů   a dekódován (Reed-Solomonův opravný kód). Následují 3 bity na odstranění šumu. A zlepšení synchronizace.

CD je rozdělen na Large Frame - velké sektory, které se dále dělí na 98 malých sektorů - Small Frame.

V modu 1 jsou data upraveny 276bitovým opravným kódem ECC (Error Corection Code) a tento zapsán do prostoru určeného pro PQ kód,- kapacita disku je 660 MB, velikost sektoru je 2048B, rychlost 150kB/s

v módu 2 XE "mód 2"  je tento prostor doplněn dalšími daty a tím je sektor dat zvětšen na 2336Bytů, tedy celkově na  téměř 700 MB. Opravitelnost chyb je na nižší úrovni než u Mode 1. Rychlost 171kB/s.

Připojení k PC je obvykle přes

·         SCSI rozhraní,

·         zvukovou kartu

·         paralelní port - u levnějších . toto řešení zpomaluje tok dat na polovinu,

·         přes SDXXE "SDX" rozhraní.

Pro CD ROM je podstatná přístupová doba na rozdíl od audio CD. Je zkrácena pod 200ms . Navíc jsou mechaniky vybavovány Cache XE "cache" , která je výhodná pro čtení malého počtu sektorů (obvykle 256) .

Přenosová rychlost základní verze je nízká, což je pozůstatek Audia. (150kB/s). Je dostatečná pro audio (100kB/s) ale nestačí pro video TV (20MB/s)

Poněvadž nelze jako u audia  doplňovat ztracená data je nutné chránit disky před poškozením. Proto se štěrbina mechaniky (caddy) uzavírá i po vsunutí disku  (u lepších a dražších mechanik). Dále tyto mechaniky mají uvnitř zabudovaný štěteček, který po každém vyjmutí CD čistí optiku..

 

 Kompatibilita

Všechny mechaniky odpovídají žluté knize XE "žlutá kniha"  Philips/Sony, která určuje fyzický formát CD-ROM a ISO 9660 XE "ISO 9660" ,který popisuje strukturu a formát dat. Navíc jsou indiferentní k OS. Poněvadž jsou odvozeny od CD-DA tj audio CD, lze na mechanikách CD přehrávat i audio CD. Převod digitálních dat na analogové se děje až v jednotce CD.

·         CD-I XE "CD-I"  (Interactive XE "Interactive" ) uvedený v r. 1986 umožňuje kromě záznamu zvuku také záznam videosekvencí a současné přehrávání, ale nedovoluje záznamy  textů a grafických dat. Je především určen pro přehrávání obrazu na TV a zvuku na stereopřehrávači.  Poskytuje až 74 mim záznamu.Na CD-I je umístěn vlastní OS zvaný RTOS. Pomocí jeho lze jej přes speciální kartu přehrávat v PC . Tato speciální karta obsahuje celou reprodukční elekroniku včetně dekomprese a řízení. Tento formát nepodporují všechny jednotky CD.

·         CD-text jsou CD-DA disky doplněné o textová data, která jsou uložena tak, aby nevadily obyčejnému stolnímu přehrávači. Proto je text uložen

·         R-W subkanálu oblasti lead-in až 5000znaků. Lead-in je oblast před samotnými daty na CD.

·         R-W subkanál datové oblasti je až pro  31MB.

 

CD-ROM-XA XE "CD-ROM-XA"  (eXternal Architecture XE "eXternal Architecture" ) Jednotky CD mají interface SCSI, nebo se připojují na IDE konektor (na primárním řadiči smí být jen jeden disk, jinak se musí napojit na sekundární řadič disků) nebo přes zvukové karty. (Viz Multimedia) Pokud není kupován celý kit je problém spojení zvukové karty s CD (nenormalizované konektory.)

·         vychází ze žluté knihy a obsahuje i prvky zelené knihy XE "zelená kniha"  (CD-1). Obsahuje formát pro stránkově a dokumentově orientované soubory, text, grafiku, zvuk a video. Je schopna práce v reálném čase . To znamená, že vhodným střídáním (interleave zvuku a dalších formátů) a posunutím zvuku a videa nevznikají žádné čekací doby.  Rozlišujeme  2 formáty zvuku: Level B XE "Level B"  umožňující 4hodiny stereo reprodukce a Level C XE "Level C"  umožňující 8 hodin stereo.

      Pro záznam používá kompresi dat (komprese ADPCM XE "ADPCM" , mechanika musí být         vybavena vyrovnávací pamětí a dekodérem ADPCM).

      Sektory pořízené v  v Mode 2 XE "Mode 2"  nemusí být čitelné ve všech mechanikách.

CD-ROM-XA lze přehrávat na mechanikách CD-I,pokud na discích je umístěn OS                                                             RTOS. Výrobek pak má název Bridge-Disk

·         Photo CDXE "Photo CD" Compakt disk podle standardu XA, popsán komprimovanými obrazovými daty Truecolor a je později doozvučitelný, odpovídá XA. Užívá se pro uložení fotografií. Na disk lze uložit 100 snímků. Mechanika musí být označena Photo-CD multisession. Obrázky mohou být uloženy s různým rozlišením

·         128x192                          Base XE "Base" /16                     pro kontrolní obrázky

·         256x384                          Base/4

·         512x768                          Base                          pro TV, 600dpi

·         1024x1536                      4 Base                       tisk, zvětšování

·         2048x3072                      16 Base                    

·         CD-Extra XE "CD-Extra"  ( dříve CD+)XE "CD+" využívající technologie multissesion firem  Philips a Sony bude pracovat jak na PC , tak i na AUDIO přehrávači. Byl vyvinut pro Windows95 a využívají 32 bitového audio systému jako je AutoPlay. CD-extra umožńují přístup k datům při přehrávání na audio přehrávači

·         Další typy jsou CD-V , CD-V ED a CD-V LP. Jsou to ojedinělé typy s průměrem disků  12cm(standard), 20 nebo 30cm. Záznam je z obou stran. CD-EB má průměr 8cm očekáváný formát.

·         MMCD XE "MMCD"  - MultiMedia CD viz samostatná kapitola

·         Hybrid MMCD

·         HFS XE "HFS"  hybridní sdílený CD, který je používán zejména na Mac. Lze vytvářet na CD-R discích

·         SDC Super Density Disc

·         Dual Layer SD DVD Digital Video Disk (digital Versatile Disk)XE "DVD Digital Video Disk"

DDCD formát

Dable Density Compact Disk je přepisovatelný disk fy SONY (2001) s ATAPI rozhraním. Mají kapacitu 1,3GB, tedy dvojnásobnou proti CD (vzdálenost mezi stopami je 1,1um místo 1,6um a pit 0,623um místo 0,833um)

Rychlost čtení 32x, zápis 12x.

Nelze číst v CD ROM mechanikách

Ochrana proti kopírování

Trend R. 2002 je ochrana disků proti přehrávání na PC. Disky jsou označeny většinou téměř nečitelnou poznámkou. Takovéto disky je  nutné pomocí klonovacích programů vytvořit přesnou image a z něho vyčíst jednotlivé audiostopy.. Každá druhá hra je chráněna pomocí Safedisc2, který využívá nedostatky vypalovacích zařízení.

Při klasickém kopírování se kontrolují a přepočítávají všechna kontrolní součty a ty pro zkopírování sektoru musí souhlasit. Jinak je kopírování zastaveno.

Metody ochrany

Dvě nejčastější metody spočívají ve vytváření chyby při čtení a to

Ochrana proti kopírování na datových CD

Další ochrany, zatím bez protiopatření (r.2002)

Analog protection systém

·         Analog protection systemXE "Analog protection system" neboli analogová ochrana proti kopírování je založena na  obvodech typu MacrovisionXE "Macrovision",  který umožňuje přenos rychle modulovaného obrazového signálu společně se zatmívajícími impulsy z kompozitních a S-video výstupů. Tento přenos neumožní správné nastavení nahrávací úrovně a překopírování je méně kvalitní. [1]

·         V sektorech jsou úmyslně naprogramovány chyby, které se snaží vypalovačky opravit a tím nelze spustit kopírované CD.

·         Zápis nesmyslné velikosti  souboru do TOC (lead-in)

RAW mechanika při vypalování nepřemýšlí a kopíruje bez kontrol přicházející data. Nezajímají ji pravidla formátů.

Copy Generation Managment SystémXE "Copy Generation Managment Systém" CGMSXE "CGMS"

je velmi jednoduchou ochranou proti digitálnímu kopírování pomocí potvrzení možnosti kopírování. Disky, které obsahují @ nemohou být kopírovány.[1]

Content Scrambling SystemXE "Content Scrambling System" CSSXE "CSS"

je další ochranou dat na disku. Přehrávače jsou vybaveny odpovídajícím dekódovacím zařízením, které upraví data před vlastním zobrazením a výměnou dekódovacích klíčů před zobrazením a nikoliv před ukládáním. [1]

RAW CD COPY 2.1

je v r.2002 jediný freewareový klonovací nástroj (stále ve vývoji)  zejména pro RAW kopírování, ale vyžaduje ASPI ovladače.

Knihy formátů

Formáty CD jsou uspořádány do knih

1.  Červená kniha (Digital Audio XE "Digital Audio" )  ISO 908 XE "ISO 908"

je první standard a je určen pro zvukový záznam

·      CD audio XE "CD audio"  (DA XE "CD DA"  format)

·      f=44,1kHz, 2kanály ,

·      sektor=2352B a odpovídá 1/75s,

·      přenos je 176400B/s (single speed),

·      hrací doba max 74 min,

·      každá skladba na 1 stopě,

·       max stop (tracks)= 99

·      opravný kód EDC XE "EDC"  nebo ECC XE "ECC"

·      disk se dělí na 3 oblasti

·      LEAD-IN XE "LEAD-IN"   obsahuje seznam nahraných tracků (obdoba FS -FAT u mg. disků) a je na začátku disku před daty. Zapisuje se při uzavírání session a obsahuje 4500 sektorů (1min - 9MB)

·      data

·      LEAD-OUT XE "LEAD-OUT"  obsahuje ukončení disku - 90s ticha. Je na konci každé session. První má velikost 6750 sektorů (90s - 13,5MB) a další mají  po 250 sektorech (30s- 4,5MB)

·      subkódy - Audio disk má  8 kanálů pro neaudio data, která jsou prokládána s audio daty. Tyto kanály (p až W) mohou obsahovat i grafiku.

·      P kanál informuje na které stopě jsou i info data

·      Q kanál je pro zobrazení času a pořadí

·      R až W pro ostatní neaudio data

·      CD+G - compact disk + graphic

·      umožňuje ukládat i textová a grafická data, pro něž je v každém sektoru vyhrazeno 48B. (například zde jme uložen text písničky)

·      CD - MIDI (nepoužívá se)

·      v podkanálech jsou uložena data pro řízení MIDI

·      CD + text

·      (philips) - umožňuje na videorekordéru přehrávat  i text a grafiku uložené na obyčejném CD -DA disku.

·      CD Karaoke

·      text je uložen společně s audio v sektorech a tedy lze plynule přehrávat . Formát rozšířen v Japonsku.


 

 

                                                                                   2352                                                                                                             784                 98

                                                                                   zvuk                                                                                      EDC/ECC   kontrolní

 

         logický sektor

                        fyzický sektor

 

 

 

2.  Žlutá kniha  CD - ROM XE "CD - ROM" ; ISO 10149 a CD XA XE "CD XA"
Norma pro počítače. CD ROM se sektorovým dělením určená pro uchování dat. Korekce chyb je mnohem propracovanější.
Norma předpokládá 4vrstvou architekturu disku.

·         Vrstva 0 -  bitová architektura - identická s Red book XE "červená kniha"

·         Vrstva 1 -  struktura sektoru, detekce a korekce chyb

·         Vrstva 2 -  logická organizace sektoru - umožňuje přizpůsobení požadavkům

·         Vrstva 4 -  logická organizace souborové struktury

Velikost sektoru je 2352B, z toho 12B pro synchronizaci a 4B pro hlavičku. Dále se rozdělení sektoru liší podle módů.

CD ROM XE "CD ROM"

·      Mode 1 XE "Mode 1"  - (Režim 1) s opravou chyb

·      ISO 9660

  12B              4                                             2048                                      4                     8                     276                 784                 98

synchr head                         uživ.data                    EDC  prázdné  ECC   EDC/ECC   kontrolní

 

·      úroveň 1

·      úroveň 2 a 3

·      mimo mezinárodní standardy

·      Mode 2 XE "Mode 2"  - (Režim 2) bez oprav chyb  nebo nízkým stupněm oprav

 

12B                4                                                         2336                                                                                                             784                 98

synchr head                                    uživ.data                                                                                          EDC/ECC   kontrolní

 

 

CD-ROM-XA XE "CD-ROM-XA"  

mají obdobnou strukturu, ale mají ještě pře daty podhlavičku 8B (místo prázdného bloku).

·         Form 1 XE "Form 1"

 

12B                4                     8                               2048                                        4                     276                 784                 98

synchr head  podhlav                         uživ.

 

·         Form2 XE "Form2"

12B                4                     8                                                                                2336                                      4                     784                 98

synchr head  podhlav                                                       uživ.data                   EDC   EDC/ECC   kontrolní

 

 

 

Žlutá kniha definuje

·      začátek datového záznamu až po 2s. Tím se sníží kapacita o 300kB.

·      Zavaděč spotřebuje 6500 sektorů XE "sektor" , tj. 13MB

·      Kořenový adresář  1 sektor

·      Tabulky cest  2 sektory

·      Popis media   2 sektory

·      Systém                       16 sektorů

·      Úvod a konec seance 4650 sektorů

tedy celkem asi 21MB služebních dat.

 

Při nahrávání dat i audia je vhodné nahrát data na track 1, audio na tracky ostatní. U CD DA však hrozí zničení zařízení, neboŽ číslicová data jsou velmi hlasitá (praskání).

 

3.  Zelená kniha XE "zelená kniha"   CD-I

Interakční disky - je zaměřen na multimedia, řeší problém synchronizací separátních audio XE "audio"  a video stop. Zahrnuje zvuk, statické obrázky, animaci a full-motion (celoobrazové video). Nejstarší formát od Philips =>NEKUPOVAT CD firmy Philips. Mechaniky musí umět číst (např  většina disků Panasonic a Matsushita je NEpodporují)  a dále u  WIN 95 komprimované soubory MPEG   nejsou MSCDEX podporovány (i když MSCDEX XE "MSCDEX"  pro Win3.xx ano)

·      CD-I XE "CD-I"

·      Formát 1

·      Formát 2

Green book obsahuje i definici MPEG-1 (11172).  Disky se nazývají Video CD

 

4.  Bílá kniha XE "bílá kniha"  

používá MPEG pro video a CD-ROM XA pro audio. Od r.1994 nejužívanější formát. Umožňuje základní přehrávací funkce videa (dopředu,vzad,rychle, atd.) Navazuje na CD-I green book XE "zelená kniha" .

·      Video-CD XE "Video-CD"  (nepoužívá se, nahrazena videokazetami)

·      Disky o průměru 12, 20, 30 cm vyžadují speciální přehrávač

·      malá kapacita

·      Kodak Photo CD - hybridní disky v Mode2- Form1

·      obraz je 2048řádků x 3072bodů, 24bit - tj. 18MB. lze zobrazit ve formátech

·      Base XE "Base" /16      128řádků x 192bodů

·      Base/4                    256 x 384

·      Base                       512 x 768

·      4Base                     1204 x 1536

·      16Base       2048 x 3072 bodů

 

5.  Oranžová kniha XE "oranžová kniha"  zahrnuje

·      Photo CD XE "Photo CD"  (podle M. Bartoně - velká kniha o vypylování CD - sem nepatří)

Part I

·      MO XE "MO"  (magnetooptické) přepisovatelné disky

Part II

·      CD - R XE "CD R"  může použít multisession (dohrávání disku)

Part III

·         CD - RW XE "CD - RW"

 

Nejsou kompatibilní s CD přehrávači

datové pole ppodle této knihy obsahuje  navíc kalibrační programové pole - PCA, kterým se kalibruje laserový    paprsek.

 

6.  Modrá kniha XE "modrá kniha"

·      Smíšený disk (se zvukovými i datovými stopami)

·      CD-I Ready disk

·      Bridge disk XE "Bridge disk"

 

 

Shrnutí: Pro Photo CD standard Orange book v režimu multisession

                     Videonahrávky         White Book a Green Book plus XA

                      Zvukové CD             Red book


 

 

         Struktura formátů

 CD audio (DA) - RED book

2352

 

 CD ROM - YELLOW book

2048

 

                                                                                                                

 CD ROM - Mode 1 ISO 9660                               CD ROM - Mode 2

                                               2048                                                                                                 2336

                  

 

 CD I          GREEN book                                                                                                                                                                                    CD- I READY

                  

 

            Mode 2 Form1                                                         Mode 2 Form2

                        2048                                                                                     2324

            progr, data                                                               audio, video

 

                                                                                                                                                                                                        CD ROM-XA

                                                                                                                                                                                                                   ISO 9600

 

   Mode 2 Form1                                                         Mode 2 Form2

                                                                                                                                                                     2048                                                                                     2324

                                                                                                                                                         progr, data                                                                audio, video

 

 

            CD-I Bridge, Photo CD;  WHITE book

                                                ISO 9600

 

ISO 9660 XE "ISO 9660" \b

Logický sektor XE "logický sektor" \b

je velký 2N+11B.  Prozatím platí pouze N=0. každý logický sektor je identifikován  číslem LSN XE "LSN" \b  (logical sector number XE "logical sector number" \b ). Tedy velikost je 2048B. LSN je číslován od 0.

Logický blok

Logický sektor je dělen na logické bloky XE "logický blok" \b  o velikosti 512, 1024 nebo 2048B. Každý blok má své jednoznačné číslo LBN XE "LBN" \b . Logické dělení na bloky platí pro celý disk a musí být voleno tak, aby se soubory vešli do co nejméně bloků. Proto, nebude-li na disk nahráno mnoho souborů pod 2k, je vhodné volit blok 2048B. DOS vyžaduje 2048B.

Extent XE "Extent" \b

je souvislý  svazek sektorů v němž je nahrán soubor.

Interleaving XE "Interleaving" \b  - prokládání

podporuje pouze Level 3, který není zatím žádným OS podporován. Umožňuje prokládat dva a více souborů tak, aby jejich přehrávání bylo plynulé (zvuk a obraz resp i datový soubor).

Označování polohy záznamu

minuta XE "minuta" \b :sekunda XE "sekunda" \b :log. sektor XE "logický sektor" \b :

Operační systém

Pro MS DOS je nutné spustit rozšíření operačního systému MSCDEX XE "MSCDEX" \b , který umožňuje vidět CD jako další diskovou jednotku. Pro CDTV je to CDFS XE "CDFS" \b  a pod.

Pro OS jsou disky rozděleny do tří úrovní. Tyto úrovně jsou navzájem do sebe vnořeny.

 

                                   level 3

 

                                               level2

 

                                                           level1

 

 

·         level 1 XE "Level 1" \b       (standardní nastavení)

·         každý soubor musí být nahrán jako souvislý celek

·         pojmenování odpovídá DOSu (se znaků pouze podtržítko)

·         jméno adresáře nesmí mít extension

·         level 2   rozšíření RockRidge (parametr -R v Linuxu) XE "Level 2" \b

·         jako level 1, ale název může mít až 32 znaků

·         level3 XE "Level 3" \b

·         bez omezení (povolen interleaving, soubor na několik extentions,

 

Podle ISO 9660 XE "ISO 9660" \b  je CD disk definován jako jeden volume XE "volume" \b . Většina OS podporuje jen samostatné CD (tzv implementation Level 1). Podle ISO ale lze vytvářet sady disků tzv. Disc volume set XE "Disc volume set" \b .

Systémové záznamy jsou  zapsány v úseku 00:02:00 až 00:02:15. Zde jsou název disku, název partition, boot record,popř heslo pro ochranu přístupu, uložení interface dat pro OS.

Path table XE "Path table" \b . Kromě adresářů, které mohou být vnořeny až do 8mi úrovní bývá pro urychlení přístupu na disku tzv. path table, která umožní přímý přístup do libovolného adresáře (šetření času při vyhledávání). Délka cesty je 64 znaků. MSCDEX XE "MSCDEX" \b  umí přečíst jen jednu Table. Rozšíření RockRidge umožňuje více vnoření než 8.

Bootování XE "boot" \b  - MS DOS a MSCDEX nepodporuje bootování z CD. Win95 bootování podporuje. Stejně tak MSCDEX jako většina OS umí číst jen první Path Table. XE "Path table" \b

Kompletní norma pro bootování z CD mechanik se nazývá El Torito XE "El Torito" \b . Podle ní existují dva typy zaveditelných CDROM

·      s obrazem diskety, který pro bootování mapuje CD jako disk A:

·      s obrazem disku, který mapuje CD jako disk C: a ostaní posouvá o 1 písmeno.

Výroba disku jako diskety A: Vyrobí se bootovací disketa s ovladačem CD ROM včetně MSCDEX. Při vypalování se musí zaškrtnout políčko Bootable CD. Obsah diskety se přenese do rootu CD. Pak lze přidávat jakoukoli položku.

 

Komprimace

Při použití komprimace Microsoft Video 1XE "Microsoft Video 1" - formát AVI XE "AVI" \b  (Audio Video Interlieve)XE "AVI (Audio Video Interlieve)" postačí k reprodukci jednotky s dvojnásobnou rychlostí. Je=li pohyb trhaný je vhodné doplnit grafiku urychlovací grafickou kartou pro AVI.

Další a dokonalejší způsob komprimace je MPEGXE "MPEG". Pro slušné přehrávání stačí 486DX2, protože dekomprimace se děje na kartě MPEG.

Při čistě softwareové komprimaciXE "softwareová komprimace" je zapotřebí Pentium100.

Korekce chyb

U audio disků mohl být výpadek dat až 2,5mm dlouhý (1/4 disku je určena pro informace pro korekci chyb). Pro datové záznamy je tato oblast  kratší, tvoří jen 1/10 kapacity disku. Tato oblast ale není u všech typů disků. Pro opravu chyb je vestavěn do jednotky počítač. Některé jednotky při chybě snižují rychlost &)na dvojnásobek- Plextor, nebo dokonce na základní rychlost. Chybou některých jednotek je, že už rychlost zpět nezvýší. Některé jednotky dokonce vadný sektor čtou stále dokola - Sony CDU76S, Mitsumi FX400 a Torisan CDR.

Pokud je disk bez chyb jednotky čtou plynule.

·          

Software

Jednotka CDROM potřebuje kromě ovladače i soubor MSCDEX.EXE. Tento musí být nainstalován v  AUTOEXEC.BAT. Ovladač MSCDEX.EXEXE "MSCDEX.EXE"  umožňuje komunikaci OS s CD.Potřebný software je dodáván na přiložené disketě k jednotce CD.

Automaticky CD nainstaluje jako první volný disk. Jinak je nutné přidat parametr /L:X , kde X je jméno disku. Pro DOS 5 je vhodná verze 2.21, DOS 6 verze 2.22 a DOS 6.2  verze 2.23

MSCDEX podporuje sektory pouze o velikosti 2048B.

Často je zapotřebí i v CONFIG.SYS ovladač pro danou mechaniku instalovat ručně. Pak je nutné ho dát do UMB Memory.  Stejně tak i MSCDEX je nutné zavádět do UMB. Aby SMARTDRIVEXE "SMARTDRIVE" rozpoznal jednotku je nutné ho instalovat až po ovladačích.

.

Plná kapacita je BIOSu přístupná přes LBA nebo lze disk nakonfigurovat jako dva disky 512MB nebo přes ovladač nainstalovaný v CONFIG.SYS.

Pro Windows NT musí mít řadič vlastní bootování schopnou ROM-BIOS.

 

Pro přehrávání nejzákladnějších formátů CD (CD Video, CD-I, CD-XA) je zapotřebí SoftPack XE "SoftPack" \b  nebo VMPEG XE "VMPEG" .

DVD je vhodné vybavit sadou DVD Encore,která spolu s MPEG kartou umožní přehrávat filmy na DVD na pomalejších procesorech (od Pentia 90). Pokud není patřičná karta vytváří se na obraze proužky i s PII 350. Pro grafickou kartu je nutné napojení přes konektor AGP.

Výroba

Postup při výrobě je stejný jako u audio CD.

Foto cestou (laserem) se nanese na skleněnou desku pokrytou fotocitlivou vrstvou obsah disku.  Toto osvětlování odpovídající pitům XE "pit"  (nula –stejná hodnota tj. pit nebo land; log 1 je přechod land-pit a naopak) se provádí spirálovitě od středu. Po vyvolání a postříbření se galvanicky vyrobí matrice pro hromadnou výrobu.

CD disky jsou pak opatřeny krycí ochrannou vrstvou. Její tloušťka má vliv na poruchovost díky škrábancům. (Čím tlustší tím je paprsek čtecího laseru rozostřenější- a tím menší vliv ).

Kopírování

Hudba a zvuky

Při kopírování Red book XE "červená kniha"  formátu je nutné napřed zvuky digitalizovat, aby se nepřidával analogový šum. K tomuto účelu slouží tzv. audiograbbery XE "audiograbber" . Jedná se o poměrně komplikovaný software, který doslova zápasí se starým standardem red-book, použitým při výrobě audio CD XE "audio CD"  přehrávatelných v běžných CD přehrávačích. Všechna tato audio CD jsou lisována podle tohoto standardu. Grabovací software musí vedle nutné sektorové synchronizace zapnout navíc režim tzv. jitter XE "jitter"  korekce, který de facto dolaďuje chyby v synchronizaci (data jdou do FIFO a adresní informace jdou jinou cestou přímo do řadiče).

Pro kopírování je vhodné zapnout kompresi MPEG layer III (MP3 XE "MP3" ), která provede kompresi 1:10. Slabiny MP3 jsou jen v okrajových frekvenčních pásmech, a to např. ve formě nevěrné reprodukce syntetizovaných extrémních. Důležité je, že komprese MP3 nikdy nezpůsobí dodatečný šum v nahrávce a je to nejlepší kompresní algoritmus, který je zatím pro audio k dispozici.

Problémy a požadavky při nahrávání

Přerušení nahrávání

·         Pevný disk

·         Některé disky (zejména SCSI) provádějí teplotní kalibraci. Tyto disky v době kalibrace přestanou dodávat data. Při rychlosti nahrávání 2x (tj. 300kB/s) dojde k přerušení při bufferu 1MB za 3s. Předejít tomu lze tím, že se nahrává nejnižší rychlostí, nebo nahrávat až po ustálení teplot, nebo tyto AV disky nepoužívat.

·         fragmentace disku

·         velké clustery - s krátkým záznamem

·         komprimovaný disk (mohou nastat problémy)

·         použití primárního disku, ze kterého se čtou programy (data se střídají s kódem)

·         Při zapnutém DMA režimu má procesor pro vypalovací DVD proces dostatečný volný prostor v OP, takže lze při vypalování spouštět i 2 další aplikace.

          Zapnutí DMA pro všechny EIDE disky ve Wxx je

         Ovládací panely/systém/Správce zařízení/ Diskové jednotky/Vlastnosti/ Nastavení

·         Buffer Under RuN - vznikne při vyprázdnění bufferu. Vypalovačky typu Burn Proof dovedou v tomto okamžiku korektně ukončit session a navazuje se nové spojení pro další session.

·         WAW formát obsahuje v souboru WAW hlavičky, které způsobují praskání. Proto je potřebí soubor před nahráváním upravit (překonvertovat) na RAW

 

·         CD ROM

Nahrává-li se z CD ROM, musí být jeho rychlost vyšší než u nahrávací mechaniky (platí to i pro zvukové CD).

·         Řadič

·         používat stejný typ přenosu jak z paměti, tak i na PCI (s paritou, bez parity)

·         nepoužívat další bloková zařízení než disk

·         Další zařízení

·         nepoužívat pomalá zařízení jako zdroj dat

·         nezapisovat přímo ze sítě

·         odpojit počítač od sítě

·         Software

·         používat nejnovější ovladače

·         nepoužívat power managment

·         nepoužívat vyrovnávací pamšti (smartdrive, ...)

·         vypnout sheduler

·         vypnout zbytečné rezidentní programy (antivir, ...)

·         vypnout šetřič obrazovky

·         nepoužívat animované ikony

·         vypnout všechny služby (e-mail, ...)

·         zakázat sdílení prostředků

·         vypnout všechny programy kromě systému a vypalovacího

·         vytvořit obraz disku a ten nahrávat

·         OS

·         vypnout automatické ohlašování CD disku v mechanice (múže zablokovat program nahrávání)

·         nastavit SWAP podle barevného rozlišení (pro OP=16MB a více)

·         8bitové barvy                  16MB

·         16                                                             16MB

·         24                                                            32MB

·         32                                                             32MB

·         Disky se vypalují pod standardem  ISO 9660  s doplňkem RRE -Rock Ridge Extension. Windowsi nepoužívají standardizovaný program ale svůj,Joliet nebo Romei, které neodpovídají standardům a tedy nemusí být spustitelný pro jinými OS. Lze ale stáhnout Iso programy (mkisoft) a pak z něho lze instalovat .

Připojení

Jednotky CD mají interface SCSI, IDE, nebo se připojují přes zvukové karty. (Viz Multimedia). Od roku 1997 též pomocí rozhraní SDXXE "SDX" Storage data AccelerationXE "Storage data Acceleration"

Starší jednotky IDE se prodávaly se speciální řadičovou kartou, protože různí výrobci mají různé rozhraní.

Při připojení přes zvukovou kartuXE "zvuková karta" výrobci těchto karet řešily rozličnost rozhraní integrací konektorů - Mitsumi, Panasonic a Sony. (Viz Multimedia) Pokud není kupován celý kit je problém spojení zvukové karty s CD (nenormalizované konektory.)

ATAPIXE "ATAPI" zobecnilo rozhraní tak, že se disky obejdou bez zvláštních karet. Pak je ale nutné zapojit CD jako slave diskXE "slave disk", kdežto hard disk jako master. Pokud je CD jako třetí disk, pak se musí použít druhá karta řadiče, nakonfigurovaná jako sekundární řadičXE "sekundární řadič". Tento problém je vyřešen u EIDE řadičů. Připojení přes klasický 40ti pinový IDE konektor

SCSIXE "SCSI" řadiče jsou výhodné, kde se počítá s více disky (7). Tento řadič odstraňuje také problémy s připojením na OS2 nebo Unix.

SDXXE "SDX" Storage data AccelerationXE "Storage data Acceleration" [1],[2] je připojení CD disku přímo na Hard disk (později i dalších zařízení)  pomocí 10ti (2x5) pinového konektoru. CD je připojen přes vnitřní 133MB buffer (vyhrazená část na Hard disku) na rychlý disk. Pro BIOS je Hard disk zapojen jako master, CD jako rychlý slave.   Na slave pozici tohoto IDE poru ale už nejde napojit jiné zařízení. Připojením přes buffer na rychlý IDE XE "IDE"  zrychlí i činnost CD u některých programů. Toto je první krok k zastavení nesmyslného zvyšování rychlostí CD, které je od 16ti násobné rychlosti již na úkor spolehlivosti, tichosti zařízení atd.

Rychlost přenosu je pak limitována rychlostí mezi diskem a periferii a to na 8,62MB/s (což by odpovídalo mechanice s 32násobnou rychlostí)Pro Ultra DMA  to bude rychlost 33MB/s..

SDX urychluje zejména aplikace běžící v reálném čase.

Cena by měla být nižší než klasického CD, protože je jednodušší.

 

Další výstupy

Každá jednotka CD má napájecí konektor (+5 a +12V),

AUDIO výstupy bývají

·      digitální - dvoukolíkový - pro výstup s nízkým šumem

·      analogový - čtyřkolíkový (R-kanál, zem., zem, L-kanál) - pro stereo výstup

ATAPI jednotka má dále nastavení Master -slave -single, a SCSI jednotka může mít hardwarové nastavení ID

Instalace DVD mechaniky

je popsána v PC World 11/99

1.    Ověřit, zda počítač jede bez chyb (start -nastavení - ovl. panely - Systém - správce zařízení)

2.    Instalace MPEG karty (karta  má konektory: konektor stereovýstupu, Digitální připojení, připojeníTV, připojení monitorua vstup obrazu z video karty

3.    instalace DVD mechaniky: IDE sekundární (resp. primární), nastavení jumperu na mechanice (slave, single)

4.    zapojení kabeláže:

·         propojit obě mechaniky (pokud je i CD) na konektory zvukové vstupy (na ploše desky) DVD na audio 1 IN, CD na Audio2 In

·         Audio out na zvukovou kartu

·         Zapojit monitor na MPEG kartu

·         propojit výstup video karty se vstupem (obvykle kulatý) na MPEG kartě

·         zapojit TV na TV výstup

·         připojit stereo zařízení na stereovýstup (zařízení musí umět dekódovat zvuk Dolby Digital Surround

5.    Instalace ovladačů a software pomocí instalace nového zařízení  ve WIN95 nebo 98

 

Údržba

Disky se musí utírat měkkým hadříkem a to radiálně, nikoliv do kruhu. Škrábance radiální lze korigovat, kdežto tangenciální ne.

Záznamová vrstva je těsně pod popisem, takže se nesmí používat rozpouštědla a nesmí se popisovat na potištěnou stranu.

CD Měniče

U serverů je často zapotřebí  měnit CD disky. Proto jsou některé vybaveny měniči CD. Tyto měniče CDXE "měniče CD" vyžadují buď disky zasunuté

·      v zásobnících, nebo

·      přímo v několika zásuvkách, které se celé vyměňují tlačítky nebo myší

Přepínací doba mezi disky je cca 6s.

CD-R jednotky

Umožňují záznam na CD-R disky. Připojují se k PC s OP 16MB, a minimálně Pentium 90 na Windows 3.11 a výše přes SCSI2.

Nahrání jednoho disk trvá cca 15 min.

Podporují formáty CD-DA, CD-I, Video CD, CD/ROM (Mode 1), CD-ROM-XA (mode 2, Form 1&2), CD-Extra (dříve CD-plus), CD Bridge, Enhanced CD, Photo CD, Video CD a HFS.

Rychlost zápisu i čtení 4x/4x, 2x/6x- burst rate 10MB/s, PIO mode 4 (16.6MB/s)

Přístupová doba  220ms

Buffer 512kB

 

Bloky run-in a run out

Jde o blok dat zapisovaných před packetem nebo trackem a po něm. Slouží k synchronizaci rekordéru s daty na disku a zároveň ukončuje prokládaná data. Každý paket má 4 bloky run-in a 2 bloky run-out.

 

Záznamové módy

·      Track at once -TAO  laserový paprsek se vypíná po zápisu každé stopy (track). Vytvoří 2 až 3s mezeru a opět se laser zapíná. Tím se mezi skladbami vytváří automaticky mezera, kterou lze ovlivňovat. Nejmenší délka stopy je 300 bloků (4s - 700kB)

·      variable gap track at once - umí nastavit proměnnou mezeru od 0 do 8s

·      Disc-at-once DAO -stopy se zaznamenávají bez přerušení laserového paprsku, tj.  celý disk se nahrává naráz bez vypnutí laseru. Vhodný pro tvorbu master disků.  Nelze použít pro multisession

·      formát SAO -  session at once  celá jedna relace se nahrává bez vypnutí laseru. Disk se neuzavírá a následuje další session

·      Overburning (oversizeing) -přepalování nahrání dat za fyzicky označenou oblast pro nahrávání. Dosahuje se toho zkrácením lead-out a využitím tohoto místa pro data. Tuto vlastnost podporují pouze některé rekordéry (neumí nastavit optiku až na konec předlisované drážky). Max délka je disku s přepalováním je větší než 659MB, kterou nemusí podporovat ani vypalovačky.

Lze použít u TAO, DAO. Overburning není zcela bez rizika

·      Track multi-session po  každé session lze uzavřít disk

·      track incremental

·      Session at once - pro zvuková CD obdoba track multisession

·      variable or fixed packet writing - zapisuje data v malých dávkách  - packetech.

·      Fixed length - je vhodný pro CD-RW z důvodu podpory přímého mazání. Není doře využito místo na disku.

·      Variable length - velikost dávek se mění s velikostí dat - šetří místo - vhodný pro CD-R

·      Názva souborů lze zapisovat ve formátu

·      Romeo- 128 znaků včetně mezer

·      Joliet  - Windows formát - 64 znaků včetně mezer

·      80 min CD-R/RW mají hustší předlisovanou spirálu

·      21 Min mají průměr jen 8cm

 

formáty zápisu

·         DAO

·         TAO

·         multisession

·         packed writing

·         SAO - session at once

CD - RW jednotky

v r. 98 cena asi dvojnásobná jako CD - R jednotky.

IDE provedení pro 24x, 8x,a 4x.(čtení -zápis -přepis).

SCSI mají 4MB vyrovnávací paměti 32-8-4x.

Soft" Adaptec Easy CD Creator, Direct CD.

PD/CD ROM

PD/CD ROMXE "PD/CD ROM" mechaniky umožňují kromě klasického čtení z CD ROM na speciální optický disk uložený v kazetě zapisovat data až do kapacity (634MB) 65OMB. Tato kazeta je libovolně přepisovatelná. Tyto disky nelze číst v klasické CD mechanice.

Technologie: PHASEWRITE v amorfní a krystalické fázi

·      IDE, SCSI

·      8mi násobná rychlost

·      složitý mechanismus

·      speciální jednotky

Přenosné CD

CD ROM Discman

DiscmanXE "Discman" je připojitelný do PC card slotu II nebo přes paralelní port. Umožňuje také funkci audio CD ( má patřičná tlačítka pro hraní, přetáčení atd). Lze k němupřipojit sluchátka a je vybaven linkovým výstupem. Baterie (4 tužkové accu) vydrží cca 2hodiny činnosti CD ROM nebo 12hodin Audio.

Software

WinOnCD 3.0 podporuje všechny běžné formáty pro 32 bitové aplikace.

DIVX

DIVXXE "DIVX" byl pokus o levné DVD s omezenou dobou přehrávání. Disky obsahovali jedinečné číslo, které bylo pomocí modemu nahráno do přehrávače a podle spuštění byl také poplatek pomocí modemu registrován. Při koupi šlo na Jednom videu spustit disk na 48hodin. Další byly za dodatečné poplatky.

Rejstřík

 INDEX \h "A" \c "2"


 

A

Ablativní formát WORM,2

ADPCM,11

Analog protection system,16

anisotropní látky,3

AT Attachment Packet Interface,2

ATAPI,3,6,25

audio,10,18

audio CD,23

audiograbber,23

AVI,22

AVI (Audio Video Interlieve),22

B

barva,5

Base,12,19

bílá kniha,19

boot,22

Bridge disk,19

C

caddy,10,14

cache,11

CAV,6

CD - ROM,17

CD - RW,19

CD audio,16

CD DA,16

CD R,19

CD Recordable File System,5

CD rekordéry,3

CD ROM,14,17

CD XA,17

CD+,12

CD-Extra,12

CDFS,21

CD-I,11,18

CD-multi,5

CD-R,3

CDRFS,5

CD-ROMXA,2

CD-ROM-XA,11,18

CD-RW,6

CGMS,16

CLV - Constant Linear Velocity,6

Constant angle velocity,6

Content Scrambling System,16

Copy Generation Managment Systém,16

CSS,16

C

červená kniha,17,23

D

DAO,6

Data Stream Direct,15

Digital Audio,16

Digital Versatile Disk,12

Disc volume set,21

Discman,27

Disk at once,3

Disk-at-once,6

DIVX,27

Dolby Digital AC-3,15

Dolby Surround AC-3,15

DSD,15

Dual Layer SD,9

DVD Digital Video Disk,12

DVD R,13

DVD RAM,14

DVD ROM,13

DVD Video,13

DVD+RW,14

DVD-Audio,15

DVD-MMVFF,15

DVD-R/W,15

DVD-RAM,13,14

DVD-RW,14

E

ECC,16

EDC,16

El Torito,22

Extent,21

eXternal Architecture,11

F

Form 1,18

Form2,18

H

HFS,12

I

IDE,25

IDE/ATAPI (AT Attachment Packet Interface),2

image,6

In-cremental (packet) writing,3

Interactive,11

Interleaving,21

ISO 908,16

ISO 9660,11,20,21

J

jitter,23

K

Kapacita,2

Kerrův jev,3

Kořenový adresář,4

L

laser,12

Laser,5

LBN,21

Lead-in,5

Lead-In,5

LEAD-IN,17

Lead-out,4

LEAD-OUT,17

Level 1,21

Level 2,21

Level 3,21

Level B,11

Level C,11

LI,5

Linear Pulse Code Modulation,15

LO,5

logical sector number,20

logický blok,21

logický sektor,20,21

LPCM,15

LSN,20

M

Macrovision,16

měniče CD,26

Microsoft Video 1,22

minuta,21

MMCD,7,12

MO,19

MO7,14

mód 2,10

Mode 1,4,17

Mode 2,4,11,17

modrá kniha,19

MP3,23

MPEG,22

MPEG2,13

MPEG-2 Audio,15

MSCDEX,4,18,21,22

MSCDEX.EXE,22

Multi Read,6

MultiSession,3

N

Násobnost čtecích laserů,7

O

odrazivost,3

on-the-fly,6

oranžová kniha,19

P

Partition CAV,6

Path table,4,22

PCAV,6

PD/CD ROM,27

Photo CD,12,19

pit,10,12,23

Primary Volume Descriptor,5

přepisovatelné optické disky EOD,3

Přístupová rychlost,2

PVD,4,5

S

SCSI,3,25

SDD,8

SDX,11,25

seanse,5

Secondery Volume Descriptor,5

sector,4

sektor,18

sekunda,4,21

sekundární řadič,25

slave disk,25

SMARTDRIVE,23

SoftPack,23

softwareová komprimace,22

Storage data Acceleration,25

Super Density  Disk,9

Super Density Disk,8

SVD,5

T

TAO,6

Track at once,3

Track-at-once,6

Transfer Data Rate,3

U

UDF,16

V

VDST,4

Video-CD,19

VMPEG,23

volume,21

W

Warbling,13

Wobble track,13

WORM (Write once Read Manytime),2

X

X faktor,3

Z

Zaostřování,12

Zapisovatelné disky,5

Zavaděč,4

zelená kniha,11,18,19

zvuková karta,25

Z

žlutá kniha,11

Žlutá kniha,4


 

 

Literatura

[1] CW 12/97

[2] PC Magazin 7/97

[3] Chip 8/97

[4] PC magazin 8/99

[5] M.Bartoň - Velká kniha o vypalování CD - UNIS