CD-R

Allikas: Vikipeedia
Compact Disc Recordable (CD-R) logo/trademark

CD-R on variatsioon CD-st mille leiutasid Philips ja Sony. CD-R on „kirjuta korra, loe palju” (WORM) optiline meedia, kuigi terve plaat ei pea olema kirjutatud ühe sessiooniga. CD-R on hästi ühilduv standardsete CD lugejatega, erinevalt CD-RW-st.


Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erinevad CD-R plaadid

CD-R, algse nimetusega CD-WO (CD- Write Once), spetsifikatsioon avaldati esmakordselt 1988 Philipsi ja Sony poolt "oranžis raamatus". Selles raamatus on detaile CD-WO, CD-MO (Magneto-Optic) ja CD-RW (ReWritable) kohta. Viimased väljalasked on hüljanud nime „CD-WO“ ja asendanud selle CD-R’ga. CD-D ja CD-RW on tehnilisest vaatepunktist täielikult ühilduvad Audio CD (Red Book) ja CD-ROM (Yellow book) standarditega, kuigi mõni riistvara, mis on ühilduv Red Book CD-ga võib jääda hätta CD-R ja CD-RW lugemisega. Need kasutavad CIRC, Eight-to-Fourteen Modulation veaparandust ja lisaks veel kolmandat veaparandust CD-ROMi jaoks.

1990. aastast oli saadaval CD-R salvestussüsteem, mis oli sarnane pesumasina-suuruse Meridian CD Publisher-iga, mis põhineb kaheosalisel raamselt paigaldatud Yamaha PDS audio salvestajal, mis maksis 35 000 dollarit, mis ei sisaldanud vajalikku välist ECC turvalisust andmete krüpteeringuks, SCSI kõvaketta alamsüsteemi ega MS-DOS kontrollsüsteemi. 1992. aastaks oli tüüpiliste salvestajate hind kukkunud 10 000–12 000 dollarini. 1995. aasta septembris tutvustas Hewlet-Pacard oma 4020i mudelit, mida tootis Philips ja mis maksis 995 dollarit. See oli esimene salvestaja, mis maksis alla 1000 dollari.[1]

Värvained, mille töötas välja Taiyo Yuden, võimaldasid CD-R plaatidel olla ühilduv Audio CD ja CD-ROM plaatidega. Algselt eristati USA turul „muusika“ CD-Ri ja „andmete“ (data) CD-Ri. Esimene neist oli mitmeid kordi kallim kui teine tänu RIAA[2] poolt antud autoriõiguste leppele. Füüsiliselt ei olnud nendel plaatidel mingisugust vahet. Eraldiseisvad muusikasalvestajad aktsepteerivad ainult „muusika“ CD-Ri et rakendada RIAA lepet, samas arvutite CD-R seadmed suudavad kasutada ja kirjutada mõlemat tüüpi sisu.[3]

Füüsilised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Standardne CD-R on 1,2 mm paksune ketas mis on valmistatud polükarbonaadist ja mille diameeter on 120 või 80 mm. 120 mm ketta mahutavus on 74 minutit muusikat või 650 MiB andmeid. CD-R/RW on saadaval ka mahutavusega 80 minutit muusikat või 703 MiB andmeid. See saavutatakse nii, et vormitakse ketas nii tihedalt kui on „Orange book“ spetsifikatsioonides CD-R/RW standardis kirjas. See osa mis, oli jäetud tootmise veaks kasutati ära andmete mahutamiseks, seega on kaotatud ära igasugune eksimisruum nende plaatide tootmisel. Selleks, et need plaadid oleks tõesti ühtivad „orange booki“ standardiga peab tootmisprotsess olema veatu.

Enamik turul olevate CD-Ride mahutavus on 80 minutit, aga on saadaval ka 90-minutilisi/790 MiB ja 99-minutilisi/870 Mib kettaid. Kuid need ei ole tavalised (ja rikuvad oranži raamatu standardit, samas ei ole punases, kollases ega oranžis raamatus midagi öeldud selle kohta, et plaate kirjutav ja lugev riistvara ei suudaks lugeda rohkem andmeid standardist väljaspool). Mõned seadmed kasutavad spetsiifilisi tehnikaid nagu näiteks Plextori GigaRec või Sanyo HD-BURN et kirjutada rohkem andmeid antud kettale. Need tehnikad on kõrvalekalded CD (punase kollase ja/või oranži raamatu) standardist, muutes salvestatud kettad eriformaadiliseks ja mitteühilduvaks standardsete CD mängijate ja lugejatega. Samas mõningates rakendustes, kus kettaid ei jagata ega vahetata väljaspool privaatset gruppi ja ei salvestata pikka aega, võib selline eriformaat olla aktsepteeritav lahendus, et saavutada suuremat mahutavust (kuni 1,2 GB GigaRec-iga või 1,8 GB HD-BURN-iga 99-minutilisel kettal). Samuti, tänu piirangutele andmete struktuurides ATIP-s, tuntakse 90- ja 99-minutilisi kettaid ära kui 80-minutilisi ja neid peab kirjutama kasutades „overburn“ (ükekirjutus) valikut CD kirjutamise tarkvaras. Overburning (ülekirjutamine) on nii nimetatud sellepärast, et see on väljaspool kirjutatud standardit, aga see on saanud tavaliseks standardi funktsiooniks enamikus CD kirjutamise vahendites ja tarkvaras nende jaoks.

(Märkus: Kuigi plaadimängijad ja lugejad võivad olla võimelised lugema standardiväliseid plaate, ei ole mingit kindlustust, et need ka teatud kindlas mängijas või lugejas töötaks, kas stabiilselt või üldse. Kui see vahend ilma mingite lisarakendusteta töötab väljaspool CD standardit algselt ilma tõrgeteta standardiväliste plaatidega, aga lõpetab selle mingil hetkel, ei ole mingit kindlust, et seda vahendit oleks võimalik parandada nii, et see seda uuesti teeks. Seega plaadid, mis on suuremad kui 650 MiB või eriti 800 MiB, on vähem vahetatavad erinevate seadmete vahel ja ei ole väga sobivad andmete säilitamiseks, sest nende lugemine ei ole kindlustatud tulevaste riistvarade peal.)

Eelvagu CD-R kettal

Polükarbonaatketas koosneb spiraalsest vaost, mida nimetatakse pregroov (eelvagu, sest see pressitakse kettale enne seda, kui sinna andmeid kirjutatakse), selleks et juhatada laserkiirt kirjutamis- ja lugemisalale. Eelvagu pressitakse polükarbonaatketta pealmisele osale, kuhu muidu pressitaks lohukesed kui see oleks (mittesalvestatav) Punase Raamatu CD. Alumine külg, mis on vastamisi laseriga on tasane ja sile. Polükarbonaatketta eelvapoolne külg kaetakse väga õhukese kihi orgaanilise värvainega, seejärel kaetakse see õhukese peegeldava kihiga, kas hõbeda, alumiiniumi või kullaga. Lõpuks kaetakse see kaitsva foto-polümeriseeritava lakiga mis, kuivatatakse UV valguses.

„Tühi“ CD-R ei ole tegelikult tühi. Sellel on eelvagu (ATIP), mis hoiab kirjutamis laserit rajal ja aitab kirjutada andmeid ühtlasel kiirusel. Ühtlase kiiruse hoidmine on väga tähtis, et tagada õige vahekaugus lohukeste vahel, mis kirjutatakse plaadi värvikihti. ATIP (absolute time in pregroov) on samuti ka andmete riba, kus on kirjas informatsioon plaadi tootija kohta, värvi kohta mida plaadil on kasutatud, ajastusinformatsioon ja meedia informatsioon (plaadi pikkus, jms.). Eelvagu ei kao ära, kui CD-Rile kirjutatakse andmeid, seda kasustatakse selleks et tunda ära koopiaid originaal CD-st.


On olemas kolm põhilist värvainet, mida kasutatakse CD-Ris.


  1. Tsüaniinvärviga CD-R oli esimene, mis arendati ja selle koostise patenteeris Taiyo Yuden. Tsüaniinil põhenevad CD-R’id olid põhiliselt rohelist värvi. Esimesed mudelid olid keemiliselt väga ebastabiilsed ja see muutis tsüaniinil põhinevad plaadid ebasobivaks andmete arhiveerimiseks, sest need võisid häguneda ja muutuda mitteloetavaks mõne aastaga. Paljud tootjad, nagu ka Taiyo Yuden, kaustasid patenditud keemilisi lisandeid selleks, et muuta tsüaniinplaadid stabiilsemaks (metal stabilized cyanine, super cyanine). Vanemad tsüaniinipõhised CD-R’id nagu ka hübriidsed värvid olid väga tundlikud UV kiirtele ja võisid muututa kasutuskõlbmatuks isegi mõne päevaga, kui neid hoiti otsese päevavalguse käes. Kuigi lisaained muutsid tsüaniini stabiilsemaks, olid need värvid ikkagi kõige rohkem UV kiirte poolt mõjutatavad (näitasid märke hääbumisest nädalaga otseses päikesevalguses). Kõige tavalisem viga mida, kasutajad teevad, on see, et jäetakse plaadi läikiv pool ülespoole seisma, selleks et plaati kriimustuste eest kaitsta, lastes UV kiirtel kahjustada salvestamiseks kasutatavat osa.
  2. Ftalotsüaniini põhjal tehtud CD-R’id on tavaliselt hõbedased, kuldsed või helerohelised. Ftalotsüaniini CD-R patenti omab Mitsui ja Ciba Specialty Chemicals. Ftalotsüaniin on loomulikult stabiilne värv (ei vaja stabilisaatoreid) ja sellel värvil põhinevate CD-Ride elueaks hinnatakse umbes sada aastat. Erinevalt tsüaniinist on ftalotsüaniin vastupidavam UV kiirtele ja plaadid, mis põhinavad sellel värvil näitavad märke hääbumisest alles pärast kahte nädalat otseses päikesevalguses. Ftalotsüaniin on tundlikum kirjutava laseri võimsusele kui tsüaniin, st. energia tase, mida kirjutuslaser kasutab, peab olema täpsemalt kalibreeritud selle ketta jaoks selleks, et saada hea salvestus. See võib kaotada värvi stabiilsuse head küljed, sest keskpäraselt kirjutatud (rohkemate parandatavate vigadega) plaat kaotab rohkem informatsiooni (omab rohkem parandamatuid vigu) pärast vähemat värvi hääbumist, kui hästi kirjutatud tsüaniinil põhinev plaat.
  3. Asovärvil põhinevad CD-R’id on värvuselt tumesinised ja nende koostis on patendeeritud Mitsubishi Chemical Corporationi poolt. Asovärvid on samuti keemiliselt stabiilsed ja asovärvil põhinevate CD-R’ide eluiga on hinnanguliselt aastakümneid. Asovärv on kõige vastupidavam värv UV kiirte vastu. See hakkab hääbuma alles pärast kolme, nelja nädalat otseses päikesevalguses. Tänapäevasemad realisatsioonid sellist tüüpi värvist sisaldavad Super Asot, mis ei ole nii tumesinine kui varasem Metal Aso. Selline kompositsiooni muutmine oli vajalik selleks, et saavutada suuremaid kirjutamiskiirusi.


On olemas mitmeid hübriidseid variante värvidest, näiteks Formazan (hübriid tsüaniinist ja ftalotsüaniinist), mida toodab Kodak.

Kahjuks on paljud tootjad kasutanud lisavärve, et varjata nende ebastabiilset tsüaniin CD-R’e, seega ei ole plaagi keemilist koostist võimalik tuvastata puhtalt plaadi värvuse järgi. Samamoodi ei garanteeri kulda peegeldava kihina kasutavad plaadid seda, et kasutatakse ftalotsüaniinvärvi. Plaadi kvaliteet ei sõltu ainult sellest, mis värvi kasutati, see oleneb samuti ka kinnitusest, pealmisest kihist, peegeldavast pinnast ja ka polükarbonaadist. Plaati lihtsalt värvi põhjal valides tekitada probleeme. Õige energia, ajastuse ja laseri impulsside kalibratsioon on väga tähtis plaadi eluea suhtes. Selleks, et andmeid arhiveerida, ei pea olema ainult kõrge kvaliteediga plaat vaid ka kõrge kvaliteediga kirjutaja. Kvaliteetne kirjutaja võib toota adekvaatseid tulemusi ka keskpärase plaadiga, aga kõrge kvaliteediga plaadile keskpärase kirjutajaga kirjutades ei pruugi saavutada oma maksimaalset eluiga.

Kiirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Seadme kiirus Andmeedastus Kirjutusaeg 80-minutilise/700 MiB CD-Rile
150 KiB/s 80 minutit
600 KiB/s 20 minutit
1200 KiB/s 10 minutit
12× 1800 KiB/s 6,7 minutit
32× 4800 KiB/s 2,5 minutit (vaata alla)
48X 7200 KiB/s 1,7 minutit (vaata alla)
52× 7800 KiB/s 1,5 minutit (vaata alla)

Kõrgematel kirjutuskiirustel kulub suur osa ajast andmete ettevalmistuseks, mis lisab teoreetilisele miinumumile.

Üle 20× kiiruse juures kasutavad seadmed Zoned-CLV või CAV strateegiat, kus reklaamitud kiirus saavutatakse ainult plaadi välisel äärel.[4] See ei ole ülemises tabelis arvesse võetud.


Kirjutamismeetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tühjal kettal on eelvagu, millele andmed kirjutatakse. Eelvagu, mis sisaldab ka ajastusinformatsiooni, kindlustab selle, et salvestaja järgiks sama spiraalset rada, nagu tavapärane CD. CD-salvestaja kirjutab andmed CD-R kettale pulseerides oma laseriga orgaanilise värvi kuumutamisaladele. Kirjutamisprotsess ei tooda sälke (auke), selle asemel muudab kuumus püsivalt värvi optilisi omadusi, muutes nende alade peegelduvust. Kasutades madalat laservõimust, et mitte rohkem värvi muuta, loetakse plaat tagasi samamoodi nagu CD-ROM-gi. Siiski ei moduleeri peegeldatud valgust augud, vaid vahelduvad kuumutatud ja muutmata värviga alad. Muutused kihi peegelduse intensiivsuses muudetakse elektrilisteks signaalideks, millelt digitaalne informatsioon taastatakse (dekodeeritakse). Kui osa CD-Rist on kirjutatud, ei saa seda kustutada ega ümber kirjutada, nagu seda saab CD-RW puhul. CD-Ri saab salvestada mitme sessiooniga. CD kirjutaja saab CD-Ri kirjutada mitmel erineval meetodil, sealhulgas:

  1. Ketas korraga (Disc At Once) – terve CD-R kirjutatakse ühe sessiooniga ilma vahedeta ja ketas „suletakse“, mis tähendab, et rohkem andmeid ei saa lisada ja CD-r muutub efektiivselt tavaliseks kirjutuskaitsega CD-ks. Ilma vahedeta formaadi tõttu on Ketas Korraga meetod kasulik otse audio salvestamiseks.
  2. Rada korraga (Track At Once) – andmed on CD-Rile kirjutatud üks rada korraga aga CD on jäetud „avatuks“ edasiseks salvestamiseks hilisemas faasis. Lisaks lubab see audiol ja andmetel asuda samal CD-R.
  3. Pakettide kirjutamine (Packet Writing) – kasutatakse andmete salvestamiseks CD-Rile „pakettidena“, lubades hiljem kettale lisada lisainfomatsiooni või kettal olev informatsioon nähtamatuks muuta. Niimoodi saab CD-R imiteerida CD-RWd, kuid iga kord, kui informatsiooni kettal muudetakse, peab lisainformatsiooni kettale kirjutama. Võib esineda ühilduvusprobleeme selle formaadi ja mõne CD draiveriga.

Hoolikal vaatlusel võivad kirjutatud ja kirjutamata alad olla eristatavad palja silmaga. CD-Re kirjutatakse keskelt väljapoole, nii et kirjutatud ala paistab sisemisest natuke erineva varjundiga ribana.

Oodatav eluiga[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kiirendamata vananemise testid on näidanud, et mõned CD-Rid lagunevad kiiresti isegi siis, kui neid hoitakse normaalselt.[5][6] CD-R ketta kvaliteedil on suur ja otsene mõju pikaealisusele – odavatelt ketastelt ei maksa oodata, et nad ka kaua vastu peaksid. J. Perdereau poolt läbi viidud uuringu järgi on CD-Ride oodatav eluiga keskmiselt 10 aastat.[7] Kahjuks pole tootemargi järgi valimine kindel kvaliteedi märk, sest paljud brändid (suured ja ka tundmatud) ei tooda ise oma kettaid. Selle asemel varustatakse neid erineva kvaliteediga tootjate poolt. Parimateks tulemusteks peaks tegelik tootja ja materjali koostisosad olema kinnitatud igal ketaste partiil.

Näide 2000. aastal kirjutatud CD-R plaadist. Näha on värvi hägustumine 2008. aastal. Osa andmetest on kadunud.

Kirjutatud CD-Rid kannatavad materjali kulumise all, just nagu enamik kirjutatavaid salvestusmeediaid. CD-R meedial on sisemine värviga kiht andmete salvestamiseks. CD-RW kettal on salvestamiskiht tehtud hõbeda sulamist ja teistest metallidest – indiumist, antimonist ja telluurist.[8] CD-R meedias võib värv ise põhjustada andmete loetamatuks muutumise.

Lisaks värvi kulumisele võib CD-R tõrge olla põhjustatud peegeldavast pinnast. Kuigi hõbe on odavam ja laialdasemalt kasutatud, on see oksüdatsiooni suhtes altim, mille tulemuseks on mittepeegelduv pind. Teisalt on kuld passiivne materjal, kuigi kallim ja mitte enam laialdaselt kasutatud. Seega kulla-põhised CD-Rid ei kannata selle probleemi all.

Kleepuva põhjaga paberetikette kasutades on soovituslik, et etiketid oleksid toodetud spetsiaalselt CD-Ride jaoks. Etiketita CD on tasakaalustatud, et ta vibreeriks ainult natuke suurel kiirusel pööreldes. Sobimatult tehtud etiketid või etiketid, mis ei ole keskele asetatud, viivad CD tasakaalust välja ja võivad põhjustada selle pöörlemisel tõsist vibreerimist, mis põhjustab lugemisvigasid ning võib isegi lugejat kahjustada.[9]

Alternatiivina paberetikettidele kasutatakse tihti veekindlat markerit. Sellistes markerites olevad lagundajad võivad värvikihti mõjutada.

Turvarisk[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuna CD-Re üldiselt ei saa kustutada, võib nende ära viskamine osutuda turvariskiks, kui see sisaldab delikaatseid või privaatseid andmeid. Andmete hävitamiseks on vajalik füüsiline ketta või andmete kihi hävitamine. Mitmed kontorites olevad paberihundid on lisaks disainitud ka CDsid ribadeks tegema. Vastav info on leitav seadmelt, selle karbist, kasutusjuhendist, jne. Enne proovimist tasub see üle kontrollida, kuna see võib seadet kahjustada.

Mõned hiljutised kirjutajad toetavad kustutamisoperatsioone –R meedial (Plextor, LiteOn), kirjutades salvestatud andmed üle tugeva laservõimsusega.

Ümbertöötlemine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Polükarbonaatne materjal ja võimalik kuld või hõbe peegeldavas kihis võiks teha CD-Rid äärmiselt ümbertöödeldavaks. Siiski on polükarbonaat väga väikese väärtusega ja väärtuslike metallide kogus on nii väike, et nende taastamine ei ole kasumlik.[10] Seetõttu ei paku ümbertöötlejad, kes CD-Re vastu võtavad, tavaliselt kompensatsiooni materjalide annetamise või transpordi eest.[11][12]


Vaata lisaks[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välised lingid[muuda | redigeeri lähteteksti]