CD   
 

Opp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Optisk (CD)

 

Som lagringsmedium for større mengder informasjon, for distribusjon og for arkivering, er det behov for rimeligere og sikrere løsninger enn harddisk. Et lagringsmedium som kan oppfylle et slikt krav er CD (Compact Disc) og DVD (Digital Versatile Disc) mediet, opprinnelig utviklet for musikk og video distribusjon.

CD-mediet kan betraktes som forholdsvis gammel teknologi, utviklet på 1970-tallet og kommersielt lansert i 1982. I første omgang var CDen påtenkt audioapplikasjoner.  Total lagringskapasitet på en CD tilsvarer 680 Mbyte data. Begrensningene i CD-teknologien skulle kompenseres ved utviklingen av DVD, men kravet til lagringskapasitet har også sprengt grensene til DVD-mediet og åpnet for nye lagringsmedier med betydelig større kapasitet.

 

CD-platen

CDen lagrer informasjonen digitalt. Et bit (0 og 1) representeres som land og hull i et skikt av reflekterende materiale innpakket i en glassklar kappe.

 

 

Som disketten og harddisken har også CDen lagret informasjonen i spor. Sporet er egentlig sammenhengene fra innerst til ytterst, og ligger som en spiral. Hastigheten som bitene leses med er konstant (CLV - constant linear velocity, eller konstant periferihastighet), og fører til at rotasjonshastigheten for en CD varierer fra innerst (høy rotasjonshastighet) til ytterst (lav rotasjonshastighet). Rotasjonshastigheten tilsvarer ca 530 rpm innerst, og 200 rpm ytterst.

Dataraten som CDen kan levere, bestemmes av hastigheten. Ved å øke rotasjonshastigheten økes antallet bit pr sekund. En 12x CD roterer altså med 6360 rpm for data som leses fra innerste spor. Ulempen med høy hastighet er høy aksesstid mellom spor. Dette kan kompenseres ved å bruke konstant vinkelhastighet (CAV - constant angular velocity), for eksempel 5000 rpm over hele platen, slik som en harddisk. Dette gir en varierende datarate ut, men raskere aksesstid.

Også CDen har en FAT (filallokeringstabell) innerst, som holder rede på hvor informasjonen (filene) er plassert fysisk. Dette gjør det forholdsvis raskt å hoppe fra en fil (et spor) til en annen.

 

 

CD-laseren

Informasjonen avleses ved hjelp av laser. Ensfarget lys med bølgelengde 780 nm (nanometer = 10-9) sendes mot platen av en halvlederlaser (laserdiode). Lyset reflekteres fra land, mens hullene ikke reflekterer lys, fordi strålen ikke er fokusert her.

Det reflekterte lyset avbøyes i et prisme og ledes til en fototransistor, en lysfølsom transistor, som omformer lyspulsene til elektriske pulser.

 

 

 

Formater

CDen brukes idag til langt mer enn audio, og det er behov for ulike standarder som beskriver for eksempel fysiske mål på platen, optisk avlesning, dataformat og feildeteksjon og -korreksjon. Standardene er beskrevet i spesifikasjoner som er kodet etter farger:

Red Book:
Den opprinnelige "Røde Bok" (Red Book) ble utviklet av Philips og Sony for å håndtere CDen som et lagringsmedium for 74 minutter med 16-bits audio i to kanaler. Audio er kodet som såkalt PCM-signal (Pulskodemodulert) og er ikke komprimert. 

- En dataramme (frame) utgjør 24 byte audio + 1byte subkanal kode + 8 byte feilkorreksjon.
- En blokk utgjør 98 rammer, tilsammen 2352 byte audio + 98 byte subkanal og 784 byte feilkorreksjon.
- Et sekund utgjør 75 blokker
Subkanal kode utgjøres av klokke, tracknummer, index med mer.

Yellow Book:
For å kunne anvende CD som et datalagringsmedium, CD-ROM, ble det utviklet spesifikasjoner som er samlet i den "Gule Bok" (Yellow Book). Denne omfatter deler av den opprinnelige røde bok spesifikasjonen i tillegg til å omfatte digitale datastrukturer.

Den Gule Bok er senere utvidet til å omfatte CD video stillbilder (CD-ROM XA) som f.eks. foto-CD.

Green Book:
Green Book definerer den interaktive CDen, CD-I. Denne omfatter også et operativsystem, CD-RTOS (Real Time Operating System),  og koding av video i MPEG-format (MPEG-1). CD-I kan håndtere inntil 19 timer audio, 7500 stillbilder eller 72 minutter MPEG-1 video.
 

Orange Book:
Orange Book omfatter den innspillbare CDen, CD-R, med flere tillegg. CD-MO (magneto-optisk), CD-WO (write once), CD-RW (read-write, re-writeable).

White Book:
White Book definerer Video-CDen med inntil 70 minutter video i MPEG-1 kvalitet.

Blue Book
Blue Book omfatter audio/data for avspilling både i HiFi anlegg (bare audiodelen) og på PC (både audio og data).


CD-audio

Lyden lagres digitalt, dvs. at den kun er representert som en kombinasjon av bit på 0 og 1 format. Omformingen fra analog til digital gjøres ved å taste (sample) lyden 44100 ganger i sekundet. Sampling-frekvensen må være så høy for å få med alle audiosignaler opptil 20 kHz. Hvert lydsample består av 16 bit, og kan representere 216 (65536) forskjellige nivåer i amplitude. Siden lyden  opptrer i to kanaler (stereo) vil dette tilsvare en datarate på 1.4 Mbps eller 176 KByte pr sekund.

Behovet for bedre oppløsning både i nivå (amplitude) og frekvens, har åpnet for systemer som anvender flere bit og høyere samplingfrekvens (Super Audio CD, SACD).

Startside ] Opp ] [Søk]

Copyright © 2002 Øyvind Haugland
Sist endret:  13 mai 2018
 

  Interested in this stuff? Please write to:
 

HTML Counter            stats counter