TAHA
04-16-2010, 01:23 PM
CD های موسیقی معمولی و CD-ROM ها عبارتند از دیسکهای از پیش پرس شده ای که در داخل پوشش پلاستیکی قرار گرفته اند . داده های واقعی بواسطه حفره هایی ریز روی سطح نقره ای دیسک داخلی ، ذخیره می شوند . برای خواندن دیسک ، درایو یک پرتو لیزر را روی سطح CD-ROM می تاباند و با تفسیر طرز انعکاس این پرتو لیزر از روی دیسک درایو ، می تواند بگویید آیا ناحیه تحت لیزر حفره دارد یا نه .
به لطف روشهای پیشرفته در متمرکز کردن لیزر و شناسائی خطا ، این فرآیند ، شکل کاملاً ایده آلی به خود گرفته است . اما هیچ روشی وجود ندارد که لیزر بتواند حفره های دیسک نقره ای را تغییر دهد ، که این امر به نوبه خود بدان معناست که پس از ایجاد یک دیسک ، هیچ روشی برای نوشتن داده های جدید بر روی آن وجود ندارد . از این رو پیشرفتهای فنی برای امکانپذیرساختن نوشتنها و یا بازنویسیهای متعدد بر روی CD-ROM ، الزاماً باید رسانه دیسک و همچنین مکانیزمهای خواندن / نوشتن درایوهای CD-R و CD-RW مربوطه راتغییر می دادند .
در آغاز سال 1997 ، به نظر می رسید که تکنولوژی DVD بر درایوهای CD-R و CD-RW برتری پیدا خواهد کرد .در آن سال اعضای کنفرانس عمومی DVD (DVD Forum ) جنگی را در مورد استانداردها آغاز کردند که باعث بروز تأخیر در عرضه این محصول به بازار شد . متعاقب آن ، فرمتهای CD قابل ضبط ( Writable ) یا قابل بازنویسی ( Rewritable )، شانس تازه ای برای زندگی پیدا کردند .
برای کاربران حرفه ای و برنامه نویسان و شرکتهای کوچک و طراحان چند رسانه ای ها و هنرمندان ضبط خانگی ، فرمتهای قابل ضبطCD طیف وسیعی از کاربردهای ذخیره سازی و نگهداری را عملی می کنند . مزیت اصلی آنها نسبت به دیگر تکنولوژیهای ذخیره سازی قابل حمل مانند MO ، LIMDOW و PD اين است كه رسانه هاي CD سازگاري بهتري دارند ؛ درايوهاي CD-R و CD-RW مي توانند تقريباً تمام گونه هاي متنوع CD-ROM ها را بخوانند و ديسكهاي شاخته شده بوسيله دستگاههاي CD-R و CD-RW را مي توان هم روي درايوهاي CD-ROM خواند و هم روي تمام نسلهاي كنوني و آينده درايو DVD-ROM . مزيت ديگري كه خود ، نتيجه سازگاري گسترده آنهاست هزينه اندك اين رسانه است ؛ رسانه CD-RW ارزان قيمت است و رسانه هاي CD-R ازآن هم ارزانتر هستند . عيب اصلي آنها اين است كه محدوديت هايي در قابليت بازنويسي آنها وجود دارد ، البته CD-R اصلي قابل بازنويسي نيست و تا همين اواخر ديسكهاي CD-RW مي بايست دوباره فرمت مي شدند تا فضاي اشغال شده به وسيله فايلهاي حذف شده در هنگامي كه ديسك پر مي شد آزاد شود ( برخلاف تكنولوژيهاي رقيب كه همگي كاركرد drag-and-drop را بي هيچ محدوديت مشابهي عرضه مي كنند )با اينحال ، حتي در زمان حال نيز قابليت بازنويسي CD-RW به حد كمال نرسيده است و اين امر منجر به كاهش ظرفيت ذخيره سازي ديسك CD-RW مي شود .
فرمتها
استاندارد ISO 9660 يك فرمت داده اي مي باشد كه در سال 1984 در سازمان استانداردهاي جهاني طراحي شد . اين پروتكلي پذيرفته شده بين سكوئي براي نام فايلها و ساختار دايركتوريها مي باشد . نام فايلها به حروف بزرگ و ارقام صفر تا نه محدود هستند و غير از آنها هيچ چيز ديگري مجاز نيست . نام دايركتوري مي تواند حداكثر هشت كاراكتر ( بدون پسوند ) باشد و مي تواند فقط هشت دايركتوري فرعي عمق داشته باشد . تحت ويندوز 95مي توان از اين استاندارد چشم پوشي كرد اما درايوهاي CD-ROM قديمي تر ممكن است قادر نباشند با ديسكهاي غير استاندارد حاصله كار كنند .
هر CD داراي يك جدول محتويات ( TOC ) است كه اطلاعات تراك را در خود دارد . كتاب نارنجي مشكلات ضبط CD ها را حل مي كند ، كه در آن دفعات بعدي ضبط بر روي همان ديسك نيازمند به روزرساني اين جدول محتويات توسط خودشان است . بخشي از جاذبه فرمت Photo-CD شركت كداك اين است كه لازم نيست ديسك در اولين بار با عكسها پر شود ، زيرا مي توان عكسهاي بيشتري را بعداً اضافه كرد تا اينكه ديسك پر شود . اطلاعات موجود روي اين نوع CD از نوع فرمت CD-ROM كتاب زرد مي باشد و متعاقباً روي هر درايو سازگار با multi-session قابل خواندن است .
با اينحال ، فرمت فايل ISO 9660 كه مورد استفاده ديسك هاي CD و CD-R مي باشد ، به افزودن اطلاعات در اندازه هاي تصاعدي كوچك توجهي نمي كند . ضبط چندين session روي يك ديسك منجر به آن مي شود كه حدود 13 مگابايت از فضاي ديسك براي هر session هدر رود و استاندارد اوليه ، تعداد تراكهايي كه مي توان روي يك CD قرار داد را به 99 مورد محدود ساخته است .
اين محدوديت ها متعاقباً به وسيله استاندارد فرمت ديسك جهاني ISO 13346 از (( انجمن تكنولوژي ذخيره سازي اپتيكي )) ( OSTA ) حل و فصل شدند . اين استاندارد مستقل از سيستم عامل براي ذخيره سازي داده ها روي بسترهاي اپتيكي از جمله CD-R و CD-RW و DVD ، از يك ساختار دايركتوري با طراحي مجدد استفاده مي كند كه به درايو اجازه مي دهد هر بار يك فايل ( يا بسته ) بطور كارآمد ضبط نمايد .
قطر CD ها 12 سانتيمتر بوده و يك سوراخ مركزي 15 ميليمتري دارند .داده هاي صوتي يا كامپيوتري از شعاع 25 ميليمتر تا شعاع 58 ميليمتر ( حداكثر ) ذخيره مي شوند . استاندارد CD-R كتاب نارنجي اصولاً CD را به دو بخش تقسيم مي كند : ناحيه مورد استفاده سيستم (SUA) و ناحيه اطلاعات .
درحالي كه ناحيه دوم يك فضاي ذخيره سازي عمومي است . SUA بيشتر شبيه بوت سكتور يك ديسك سخت عمل نموده و 4 ميليمتر اول سطح CD را اشغال مي كند . اين قسمت به دستگاههاي خواننده مي گويد كه انتظار چه نوع اطلاعاتي را داشته باشند و داده ها در كدام فرمت خواهند بود . خود اين ناحيه به دو بخش تقسيم مي شوند : ناحيه كاليبراسيون توان (PCA) و ناحيه حافظه برنامه (PMA) .
1- PCA بر روي هر ديسك همانند يك زمين آزمايش براي ليزر دستگاه ضبط CD عمل مي كند . هربار كه يك ديسك وارد درايو CD-R مي شود ، اين ليزر به سطح PCA شليك مي شود تا حداكثر توان براي سوزاندن CD مشخص گردد . موارد مختلفي از قبيل سرعت ضبط ،رطوبت ، دماي محيط و نوع ديسك مورد مصرف مي توانند روي اين حالت بهينه تأثير بگذارند. هربار كه يك ديسك كاليبره مي شود ، يك بيت در ناحيه شمارش روي 1 تنظيم مي شود و حداكثر 99كاليبراسيون براي هر ديسك امكانپذير است .
2- در همين حال ، داده ها در PMA ذخيره مي شوند تا حداكثر 99 تراك و دفعات استارت و استپ آن ها ( براي موسيقي ) يا آدرس سكتور براي استارت فايل داده ها روي يك CD داده ها ضبط شوند .
ناحيه اطلاعات يعني ناحيه اي از ديسك كه حاوي داده ها مي باشد ، به سه ناحيه تقسيم مي شود :
1- قسمت Lead-in حاوي سكوت ديجيتالي در كانال اصلي به علاوه جدول اطلاعات در Q-channel مي باشد . اين قسمت به هد ليزر اجازه مي دهد تا حفره هاي ريز را تعقيب كند و با داده هاي صوتي يا كامپيوتري قبل از شروع ناحيه برنامه هماهنگ شود . طول Lead-in برحسب نياز به ذخيره سازي جدول محتويات براي حداكثر 99 تراك سنجيده مي شود .
2- ناحيه برنامه حاوي حداكثر 76 دقيقه داده هاي تقسيم شده به 99 تراك مي باشد .بيتها و بايتهاي واقعي روي يك CD آنطور كه انتظار مي رود ذخيره نمي شوند . در رسانه هاي قديمي ، هشت بيت يك بايت را تشكيل مي دهند كه خود ، واحد استاندارد داده ها محسوب مي شود . روي يك CD فرآيندي مكانيكي به نام (( مدولاسيون هشت به چهارده )) (EFM ) هر سمبل هشت بيتي را به صورت 14 بيت به علاوه 3 بيت الحاقي كدگذاري مي كند . سپس داده هاي EFM براي تعريف حفره هاي ريز روي ديسك مورد استفاده قرار مي گيرند . بيتهاي الحاقي تضمين مي كنند كه طول حفره و سطح هيچگاه كمتر از 3 و بيشتر از 11 كانال بيت نباشد و به اين ترتيب تأثير پارازيت و ديگر اعوجاجها را كاهش مي دهد .اين صرفاً اولين گام در يك فرآيند پيچيده است كه شامل شناسايي خطا ، ادغام بيتها ، فريمها ، سكتورها و بخشهاي منطقي است كه اوج و فرودهاي روي CD را به داده هايي تبديل مي كنند كه دستگاه قادر به خواندن آنها است .علاوه بر كانال داده هاي اصلي ، يك ديسك CD داراي هشت كانال كد فرعي (subcode) است كه با كانال اصلي به صورت interleaved درآمده و براي استفاده در دستگاههاي پخش CD-ROM و CD صوتي در دسترس هستند . وقتي CD براي اولين بار ساخته شد ، كد فرعي به عنوان ابزاري براي قرار دادن داده هاي كنترلي روي ديسك در نظر گرفته شد ( با استفاده از كانال اصلي كه به داده هاي صوتي يا CD-ROM محدود شده بود ) ؛ كانال P تعيين كننده ابتدا و انتهاي هر تراك است ، كانال Q حاوي كدهاي زمان ) دقيقه و ثانيه و فريمها ) ، نوع تراك و شماره كاتالوگ . و كانالهاي R تا W معمولاً براي گرافيك CD به كار برده مي شوند . با تكامل اين فناوري كانال اصلي براي انواع ديگري از داده ها مورد استفاده قرار گرفته و استاندارد جديد DVD به طور كامل كانالهاي كد فرعي CD را حذف مي كند .
CD-R
ذخيره سازي موسوم به يكبار بنويس ، چندين بار بخوان ( WORM ) از اواخر دهه 80 مطرح بوده است و گونه اي از درايوهاي اپتيكي محسوب مي شود كه مي توان روي آن ضبط كرد و از روي آن خواند . وقتي داده ها بر روي يك درايو WORM نوشته مي شوند ، علائم فيزيكي روي سطح رسانه مورد نظر به وسيله يك ليزر با توان اندك ايجاد مي شوند و از آنجايي كه اين علائم دائمي هستند نمي توان آنها را پاك كرد بنابراين كار نوشتن يك بار اتفاق مي افتد .
خصوصيت يك CD قابل ضبط در سال 1990 و استاندارد كتاب نارنجي 2 تعيين شد و شركت فليپس اولين شركتي بود كه اواسط سال 1993 با محصولي از نوع CD-R اقدام به بازاريابي كرد . اين محصول از همان تكنولوژي يك بار ضبط كردن ، چند بار خواندن استفاده مي كند و انعكاس دهندگي لايه رنگ آلي كه جايگزين ورقه آلومنيمي انعكاسي در يك ديسك CD معمولي شده است را تغيير مي دهد .
رنگ سیانید و مشتقات باثبات فلزی آنیک استانداردی بالفعل برای رسانه CD-R محسوب می شدند .در حقیقت بخش دوم کتاب نارنجی به خصوصیات ضبط رنگهای تحت سیانید در تثبیت استانداردهای CD-Recordable اشاره دارد . رنگ فتالوسیانین ( Phthalocyanine) ماده جدیدتری است که به نظر می رسد در برابر تضعیف ناشی از نورهای معمولی مانند ماوراء بنفش ، فلورسنت و آفتاب کمتر حساس باشد. رنگینه Azo در دیگر رسانه های ضبط نوری مورد استفاده قرار می گرفته است و اکنون در CD-R کاربرد پیدا کرده است . این رنگها مواد آلی حساس به نور هستند ، شبیه موادی که در تهیه عکس مورد استفاده قرار می گیرند . تولید کنندگان این رسانه های از این رنگینه های مختلف در ترکیب با ضخامت رنگ و ضخامت انعکاسی و ساختار ماتریال و شیار استفاده می کنند تا خصوصیات ضبط کنندگی آنها را برای طیف وسیعی از سرعتهای ضبط ، قدرت ضبط ، و طول عمر رسانه به نحو احسن تنظیم کنند . برای بازسازی بعضی از خواص آلومینیم مورد استفاده در CD های استاندارد و برای حفاظت از رنگ ، یک لایه انعکاسی میکروسکوپی ( یک آلیاژ انحصاری از نقره یا طلای 24 عیار ) روی این رنگ به صورت روکش قرار داده می شود ، استفاده از انعکاس دهنده های فلزی نجیب باعث حذف خطر خوردگی و اکسیداسیون می شود . تولید کنندگان CD-R با استفاده از آزمایشهای صنعتی و تکنیکهای مدلسازی ریاضی اقدام به انجام مطالعت گسترده ای بر روی طول عمر این رسانه ها کرده و به نتایجی دست یافته اند که باعث شده است ادعا کنند طول عمر آنها از 70 سال به 200 سال افزایش یافته است . اما معمولا آنها مدعی یک عمر تخمینی بین 5 تا 10 سال خواهد بود .
رنگ دیسک CD-R به رنگ خاصی که در لایه ضبط کننده مورد استفاده قرار گرفته است ، مربوط می شود . این رنگ پایه ، هنگامی که روکش انعکاسی اضافه می شود ( طلا یا نقره ) ، تعدیل می گردد .برخی از ترکیبات روکش رنگ انعکاسی به نظر سبز می رسند و برخی دیگر آبی و بقیه زرد رنگ دیده می شوند . مثلاً دیسکهای طلایی / سبز ، یک لایه انعکاسی طلا را با یک رنگ سرخابی ترکیب می کنند که باعث می شود روی سمت برچسب ظاهری طلایی و روی سمت ضبط خود ظاهری سبز داشته باشد . شرکت Taiyo Yuden اقدام به تولید CD های سیانیدی سبز و طلایی کرد که در طول تکمیل استاندارد کتاب نارنجی مورد استفاده قرار گرفتند .
دیسک دارای یک تراک مارپیچی است که در طول فرآیند تولید ایجاد می شود و در هنگام ضبط ، داده ها روی آن نوشته می شوند . این امر تضمین می کند که ضبط کننده از همان الگوی مارپیچی موجود در CD های متعارف استفاده نموده و از همان عرض معادل 6% میکرون و pitch معادل 6/1 میکرون همانند دیسکهای معمولی برخوردار است . ضبط دیسکها ، از داخل دیسک به طرف بیرون آن انجام می شود . تراک مارپیچی 22188 دور حول CD می چرخد که به طور متوسط در هر میلیمتر 600 تراک وجود دارد .
یک CD-R در عوض پرس کردن مکانیکی حفره های روی CD ، داده ها را با استفاده از لیزر برای سوزاندن فیزیکی حفره های کوچک روی لایه رنگ آلی روی دیسک می نویسد . وقتی حرارت فراتر از دمای بحرانی باشد ، منطقه سوخته شده از طریق یک واکنش شیمیایی با حرارت مات شده و در نتیجه نور کمتری را منعکس می کند. این سیستم برای این طراحی شده است تا روش انعکاس نور از روی منطقه هموار موجود روی یک CD عادی و پراکنده شدن آن به وسیله هر حفره کوچک را تقلید کند ، بنابراین داده های دیسک CD-R به وسیله نواحی سوزانده شده و نسوخته بیان می شود و این به شیوه ای مشابه نحوه معرفی داده های روی یک CD معمولی به وسیله حفره ها و سطوح صاف آن انجام می پذیرد . متعاقباً از یک دیسک CD-R می توان در یک دستگاه پخش CD معمولی استفاده کرد .
بااینحال ، CD-R دقیقاً یک WORM نیست . درحالیکه همانند WORM ، امکان پاک کردن داده ها پس از نوشتن آنها بر روی دیسک CD-R وجود نداشته و تغییر رنگ به صورت دائمی است . CD-R این امکان را می دهد تا چندین write session روی نواحی مختلف دیسک انجام شود .تنها مشکلی که وجود دارد این است که فقط درایوهای CD-ROM سازگار با چندین session می توانند session های متوالی را بخوانند و هر چیزی که بعد از جلسه اول ضبط می شود برای درایوهای قدیمی نامرئی خواهد بود .
ضبط کننده های CD-R از اواسط دهه 90 دچار کاهش شدید قیمت و افزایش مشخصات شده اند . تا اواسط سال 98 درایوها قادر بودند با سرعت چهار برابر ضبط کرده و با سرعت دوازده برابر بخوانند ( 4*/12x) تا پایان سال 99 عملکرد درایو CD-R دو برابر شده و به 8*/24x رسید که تا آن زمان گرایش از درایوهای CD-R به طرف همتایان متنوع تر خود یعنی CD-RW متمایل شده بود .هر چه سرعت ضبط بیشتر باشد ، CD-R Writer بیشتر در معرض سرریز بافر ( buffer underrun ) قرار می گیرد ، که خود حادترین خطا در بین تمام خطاهای ضبط CD می باشد . برای کاهش احتمال این خطا CD Writer ها معمولا ً دارای حافظه های کاشه ای هستند که می توانند از نظر اندازه بین 256 کیلو بایت تا 2 مگابایت متغییر باشند . دستگاههای سریعتر این امکان را می دهند که فرآیند ضبط کند شده و به سرعت دو برابر یا حتی یک برابر برسد . این امر به طرز خاصی برای اجتناب از underrun در هنگام کپی کردن CD-ROM هایی با کیفیت ضعیف ، مناسب است .
تا پایان دهه 90 ، هزینه یک درایو CD-R به قدری تنزل کرد که این محصول به یک دستگاه ذخیره سازی یا پشتیبانی غالب ، تبدیل شد . در واقع نسبت به دیگر تکنولوژیها چند مزیت نیز داشت .
در ابتدا ، CD-R ها با فرمتهای 63 و 74 دقیقه عرضه می شدند که به ترتیب حداکثر 550 تا 650 مگابایت از داده ها را ذخیره می کردند . آنها حتی در روزهای اولیه نیز معرف یک رسانه ذخیره سازی ارزان با حجم زیاد بودند . فراگیر بودن درایوهای CD-ROM باعث شد که آنها برای انتقال فایلهای بزرگ در بین کامپیوترهای شخصی تبدیل به رسانه ای برتر شوند.CD-R برخلاف نوار ، یک دستگاه دسترسی اتفاقی است که دسترسی به اطلاعات بایگانی شده را با سرعت امکانپذیر می نماید ، دیسکها در مقایسه با کارتریجهای نواری طول عمر بیشتری دارند و در هنگام تماس با یک میدان مغناطیسی پاک نمی شوند در نهایت تقریباً هر شکل از داده ها را می توان بر روی CD-ROM ذخیره کرد و امکان ترکیب ویدئو ، تصاویر گرافیکی ، صدا و داده های متعارف بر روی یک دیسک واحد وجود دارد . اما فرمت CD-R عاری از مسائل رقابتی نبوده است . برخلاف CD های معمولی سطح انعکاسی یک CD- R طوری ساخته شده تا با لیزر 780 نانومتری یک درایو معمولی CD-ROM هماهنگ باشد . یک CD-R را درون نسل اول یک درایو DVD-ROM قرار دهید تا معلوم شود که نور 650 نانومتری کافی را منعکس نمی کند تا درایو قادر به خواندن داده ها باشد . دستگاههای دارای هد با طول موج دو برابر این مشکل را برطرف کردند . همچنین بعضی از لیزرهای درایوهای CD-ROM به خصوص انواع قدیمی ممکن است برای خواندن CD های قابل ضبط کالیبره نشده باشد .
اما عیب اصلی CD-R این است که فرآیند ضبط آن دائمی است . این رسانه را نمی توان پاک کرد و دوباره ضبط کرد . فقط با باز گذاشتن یک session ( یعنی عدم ضبط روی کل CD و افزایش احتمال این خطر که روی تمام دستگاههای پخش کار نکند ) می توان داده ها را بطور تصاعدی به یک دیسک اضافه کرد . این امر البته برای تهیه نسخه های پشتیبان خیلی ایده آل نیست . متعاقب آن ، شرکت فیلیپس و سونی بعد از ماهها تحقیق و توسعه ، استاندارد دیگری را با نام CD-RW (سی دی با قابلیت بازنویسی ) معرفی کردند .
CD-RW
درست همان وقتی که CD-R در حال تبدیل شدن به یک محصول مصرفی بود ، عرضه CD-Rewritable در اواسط سال 97 ، تهدیدی جدی برای آینده محصول فوق بوجود آورد و رقابت را برای انواع گزینه های جایگزین Superfloppy ، رقابت را تنگ تر کرد .
نتیجه همکاری بین شرکتهای هیولت پاکارد ، میتسوبیشی ، کمیکال ، فیلیپس ، ریکو و سونی یعنی CD-RW به کاربر امکان می دهد تا روی داده های زاید قدیمی ، موارد جدید را ضبط کند یا تک تک فایل ها را حذف کند . استاندارد CD-RW که به نام کتاب نارنجی 3 معروف است سازگاری در خانواده محصولات CD را به همراه سازگاری آتی با DVD-ROM تضمین می کند.
Mini CD
فرمت Mini CD در CD های کارت ویزیت وجود دارد . این کارتها رسانه های CD-R معمولی هستند که تغییر شکل داده اند تا شبیه کارتهای شناسایی باشند . این کار با برش دادن فقط دو سمت دیسک یا برش هر چهار سمت آن برای ایجاد یک مستطیل واقعی انجام می شود . ظرفیت آنها از 20 تا 60 مگابایت در تغییر است که به مقدار برش دیسک بستگی دارد . این فرمت به صورت یک جایگزین مناسب از نظر هزینه برای بروشورهای چاپی محصولات به بازار عرضه شد تا به آسانی توزیع شود ، قادر به معرفی مطالب تبلیغاتی به شیوه چند رسانه ای باشد و از صدا ، تصویر ، متن و عکس نیز بهره برداری نماید . از این محصول که در مواقعی به نام دیسک فشرده شخصی نیز معروف است ، می توان به صورت ابزاری برای دسترسی امن به عضویت خصوصی آنلاین یا سرویسهای تجارت الکترونیکی استفاده کرد .
رسانه هایی با چگالی دو برابر
ایده CD های قابل ضبط محدود که دو برابر چگالی داشته باشند ، چیز جدیدی نیست . در اوایل دهه 90 بعضی از شرکتها مشغول آزمایش برای بسط استانداردهای کتاب سفیدو کتاب سرخ برای ذخیره سازی حجم زیادی از تصاویر ویدئویی شدند . اما این تکنولوژیها به دلایل استانداردی به سرعت کنار گذاشته شدند. وقتی که فرمت DVD مورد قبول واقع شد ، به نظر می رسد که چشم انداز CD هایی با تراکم بالا از دست رفته باشد .
ولی اینطور نبود ، با جنگی که بین استانداردهای DVD رقیب وجود داشت و هنوز با آغاز هزاره جدید حل و فصل نشده بود ، بعضی از تولید کنندگان درایو ایده تلاش برای افزایش طول عمر CD را دوباره مد نظر قرار دادند . شرکت سونی ( یکی از همکاران در اختراع CD ) در اوایل دهه 80 یکی از این شرکت ها بود و در اواسط سال 2000 استاندارد کتاب ارغوانی را همراه نقشه هایش برای تصویب و پذیرش فرمت ISO9660 به منظور دو برابر کردن تراکم یک CD استاندارد به 3/1 گیگابایت ، اعلام کرد .ذکر این نکته ضروری است که این فرمت جدید صرفاً برای ذخیره سازی داده ها طراحی شده است و هیچ برنامه ای برای یک استاندارد CD صوتی بیش از 140 دقیقه ای وجود ندارد .
این استاندارد جدید از طریق چند دستکاری ساده روی فرمت CD متعارف ، موفق به افزایش ظرفیت شده است . track pitch فیزیکی از 6/1 به 1/1 میکرون باریکتر شد و کمترین طول حفره های ریز از 833/0 به 623/0 میکرون تقلیل یافت .علاوه بر آن ، پارامتر موجود در الگوی تصحیح خطا ( CIRC) تغییر کرده است تا نوع جدیدی از اصلاح خطا ایجاد شود که شرکت سونی آن را CIRC7 می نامد . این فرمت دارای یک الگوی کنترل کپی نیز خواهد بود تا نیازهای روزافزون برای حفاظت امن از محتوا را برآورده سازد.
نه تنها رسانه های حاصل که دو برابر تراکم دارند بسیار شبیه رسانه های CD-R و CD-RW موجود هستند ، بلکه درایوهایی که آنها را می خوانند نیز ضرورتاً به تغییرات چندانی احتیاج ندارند .آنها از همان طول موج لیزر استفاده می کنند اما سرعت اسکن کردن از 2/1 تا 4/1 متر در ثانیه به حدود 9/0 متر در ثانیه کاهش یافته تا دیسکهای با تراکم بالاتر خوانده شوند .
در عرض یک سال از معرفی فرمت جدید ، این محصول جدید شرکت سونی برای کار با رسانه های 3/1 مگابایتی ( معروف به DD-R و DD-RW ) وارد بازار شده بود . درایو موسوم به Spressa CRX200E-A1 با ادعای یک حافظه بافر 8 مگابایتی برای ضبط ایمن در سرعتهای بالا قادر به ضبط 12 برابر ( 1800 کیلوبایت در ثانیه ) برای CC-R/CD-R ، 8 برابری ( 1200 کیلو بایت در ثانیه ) روی DD-RW/CD-RW ویک سرعت خواندن 32 برابری ( 4800 کیلو بایت در ثانیه ) دارد . اما این فرمت جدید نیز مشکلات خاص خود را در زمینه سازگاری دارد. در حالی که درایو های DD-R / DD-RW قادر خواهند بود تا دیسکهای CD-R و CD-RW را بخوانند و بنویسند ، درایوهای CD-ROM و CD-RW موجود قادر نیستند رسانه هایی مانند DDR و DD-RW را پخش کنند .
فرمت دیسک جهانی
استاندارد ISO 9660 که از زمان اختراع CD-ROM ها برای آنها قابل اجرا بوده است ، محدودیتهای مشخصی دارد که باعث می شوند برای DVD و CD-RW و دیگر فرمتهای دیسکی جدید ، مناسب نباشد . استاندارد UDF ISO13346 برای رفع این محدودیتها ، طراحی شده است .نوشتن بسته به طور کامل با فایل سیستم منطقی ISO 9660 خیلی سازگار نیست زیرا لازم است دقیق بداند که مدام فایلها در طول هر جلسه ضبط خواهند شد تا جدول مسیر ( path table ) و و توصیف کننده های حجم اولیه که به محل فیزیکی فایلها روی دیسک اشاره دارند را تولید نماید.UDF به فایلها اجازه می دهد تا به یک دیسک CD-R یا CD-RW به صورت تصاعدی اضافه شوند .تحت UDF و با استفاده از تکنیکی به نام packet writing ، حتی هنگامی که یک فایل overwritten شده باشد آدرس مجازی آن یکسان باقی می ماند در پایان هر جلسه UDF اقدام به نوشتن یک (( جدول تخصیص محل مجازی )) روی دیسک می کند که محل فیزیکی هر فایل را نشان می دهد .
تا اواسط سال 98 دو مدل از UDF تکمیل شده بودند . مدل UDF1.02 در دیسکهای DVD-ROM و DVD-Video مورد استفاده قرار می گیرد . مدل UDF1.5 از CD-R و CD-RW پشتیبانی می کند . ویندوز 98 از UDF1.02 پشتیبانی می کند ، اما در غیاب پشتیبانی سیستم عامل از UDF1.5 به نرم افزار مخصوص درایو UDF احتیاج هست تا packet-writing روی فرمتهای CD قابل ضبط امکان پذیر شود . نرم افزار DirectCD V2.0 از شرکت Adaptec اولین نرم افزاری بود که از packet-writing و پاک کردن تک تک فایلها به صورت تصادفی ( Random ) روی CD-RW پشتیبانی می کند . این نرم افزار به دو نوع بسته امکان نوشته شدن می دهد . طول ثابت ، طول متغیر . بسته هایی با طول ثابت بیشتر برای CD-RW مناسب هستند .تا از پاک کردن تصادفی حمایت کنند زیرا حفظ تراکهای یک سیستم فایل بزرگ و دائماً در حال تغییر درصورتی که بسته ها در محلهای ثابتی نوشته شده باشند، خسته کننده و کند خواهد بود . راه حل UDF1.5 به مراتب بهتر است .جدا از مشکلاتی که ناشی از فقدان حمایت سیستم عامل هستند ، مسائل دیگری هم مطرح می باشند .نقیصه اصلی این است که بسته هایی با طول ثابت حجم زیادی از فضای overhead را روی دیسک اشغال می کنند .ظرفیت موجود یک دیسک CD-RW که برای نوشتن بسته هایی با طول ثابت فرمت شده ، به حدود 550 مگابایت ماهش یافته است .
اما ظرفیت یک دیسک با فرمت UDF بخاطر وجود شاخصه های تعبیه شده DirectCD برای افزایش طول عمر CD-RW ، عملاً کاهش یافته است .
هرنقطه معینی روی دیسک CD-RW را می توان تقریباً هزار بار پاک کرد و نوشت ( قرار است این مقدار تا ده هزار بار افزایش پیدا کند ) بعد از این مدت ، آن نقطه معین دیگر غیر قابل استفاده خواهد بود . اما DirectCD طوری طراحی شده است تا از اینکه محل فیزیکی به طور تکراری نوشته و پاک شود اجتناب نماید و در این راه از تکنیکی به نام sparingاستفاده می کند . این امر به طرز چشمگیری عمر یک دیسک را افزایش می دهد ، اما به قیمت یک overhead که باعث کاهش ظرفیت ذخیره سازی موثر می شود . حتی اگر محل معینی بر روی دیسک CD-RW بسوزد . DirectCD می تواند آن را (( غیر قابل استفاده )) اعلام کند و دور آن کار کند ( شبیه بد سکتورهایی که روی یک دیسک سخت اداره می شوند ) در نتیجه بسیار بعید است که یک دیسک CD-RW فرسوده شود .
علاوه بر این مسائل مربوط به کاهش ظرفیت ، همه درایوهای CD-R یا CD-RW از روش packet writing پشتیبانی نمی کنند و فقط درایوهای CD-Rom MultiRead می توانند دیسکهای packet written را بخوانند . انجام این کار مستلزم استفاده از نرم افزار رایگان UDF Reader از شرکت Adaptec است که به بسیاری از درایوهای MultiRead CD-ROM اجازه می دهد تا دیسکهای ضبط شده در فرمت UDF1.5 را بخوانند . ذکر این نکته مهم است که این نرم افزار علاوه بر DirectCD مورد نیاز است .
به لطف روشهای پیشرفته در متمرکز کردن لیزر و شناسائی خطا ، این فرآیند ، شکل کاملاً ایده آلی به خود گرفته است . اما هیچ روشی وجود ندارد که لیزر بتواند حفره های دیسک نقره ای را تغییر دهد ، که این امر به نوبه خود بدان معناست که پس از ایجاد یک دیسک ، هیچ روشی برای نوشتن داده های جدید بر روی آن وجود ندارد . از این رو پیشرفتهای فنی برای امکانپذیرساختن نوشتنها و یا بازنویسیهای متعدد بر روی CD-ROM ، الزاماً باید رسانه دیسک و همچنین مکانیزمهای خواندن / نوشتن درایوهای CD-R و CD-RW مربوطه راتغییر می دادند .
در آغاز سال 1997 ، به نظر می رسید که تکنولوژی DVD بر درایوهای CD-R و CD-RW برتری پیدا خواهد کرد .در آن سال اعضای کنفرانس عمومی DVD (DVD Forum ) جنگی را در مورد استانداردها آغاز کردند که باعث بروز تأخیر در عرضه این محصول به بازار شد . متعاقب آن ، فرمتهای CD قابل ضبط ( Writable ) یا قابل بازنویسی ( Rewritable )، شانس تازه ای برای زندگی پیدا کردند .
برای کاربران حرفه ای و برنامه نویسان و شرکتهای کوچک و طراحان چند رسانه ای ها و هنرمندان ضبط خانگی ، فرمتهای قابل ضبطCD طیف وسیعی از کاربردهای ذخیره سازی و نگهداری را عملی می کنند . مزیت اصلی آنها نسبت به دیگر تکنولوژیهای ذخیره سازی قابل حمل مانند MO ، LIMDOW و PD اين است كه رسانه هاي CD سازگاري بهتري دارند ؛ درايوهاي CD-R و CD-RW مي توانند تقريباً تمام گونه هاي متنوع CD-ROM ها را بخوانند و ديسكهاي شاخته شده بوسيله دستگاههاي CD-R و CD-RW را مي توان هم روي درايوهاي CD-ROM خواند و هم روي تمام نسلهاي كنوني و آينده درايو DVD-ROM . مزيت ديگري كه خود ، نتيجه سازگاري گسترده آنهاست هزينه اندك اين رسانه است ؛ رسانه CD-RW ارزان قيمت است و رسانه هاي CD-R ازآن هم ارزانتر هستند . عيب اصلي آنها اين است كه محدوديت هايي در قابليت بازنويسي آنها وجود دارد ، البته CD-R اصلي قابل بازنويسي نيست و تا همين اواخر ديسكهاي CD-RW مي بايست دوباره فرمت مي شدند تا فضاي اشغال شده به وسيله فايلهاي حذف شده در هنگامي كه ديسك پر مي شد آزاد شود ( برخلاف تكنولوژيهاي رقيب كه همگي كاركرد drag-and-drop را بي هيچ محدوديت مشابهي عرضه مي كنند )با اينحال ، حتي در زمان حال نيز قابليت بازنويسي CD-RW به حد كمال نرسيده است و اين امر منجر به كاهش ظرفيت ذخيره سازي ديسك CD-RW مي شود .
فرمتها
استاندارد ISO 9660 يك فرمت داده اي مي باشد كه در سال 1984 در سازمان استانداردهاي جهاني طراحي شد . اين پروتكلي پذيرفته شده بين سكوئي براي نام فايلها و ساختار دايركتوريها مي باشد . نام فايلها به حروف بزرگ و ارقام صفر تا نه محدود هستند و غير از آنها هيچ چيز ديگري مجاز نيست . نام دايركتوري مي تواند حداكثر هشت كاراكتر ( بدون پسوند ) باشد و مي تواند فقط هشت دايركتوري فرعي عمق داشته باشد . تحت ويندوز 95مي توان از اين استاندارد چشم پوشي كرد اما درايوهاي CD-ROM قديمي تر ممكن است قادر نباشند با ديسكهاي غير استاندارد حاصله كار كنند .
هر CD داراي يك جدول محتويات ( TOC ) است كه اطلاعات تراك را در خود دارد . كتاب نارنجي مشكلات ضبط CD ها را حل مي كند ، كه در آن دفعات بعدي ضبط بر روي همان ديسك نيازمند به روزرساني اين جدول محتويات توسط خودشان است . بخشي از جاذبه فرمت Photo-CD شركت كداك اين است كه لازم نيست ديسك در اولين بار با عكسها پر شود ، زيرا مي توان عكسهاي بيشتري را بعداً اضافه كرد تا اينكه ديسك پر شود . اطلاعات موجود روي اين نوع CD از نوع فرمت CD-ROM كتاب زرد مي باشد و متعاقباً روي هر درايو سازگار با multi-session قابل خواندن است .
با اينحال ، فرمت فايل ISO 9660 كه مورد استفاده ديسك هاي CD و CD-R مي باشد ، به افزودن اطلاعات در اندازه هاي تصاعدي كوچك توجهي نمي كند . ضبط چندين session روي يك ديسك منجر به آن مي شود كه حدود 13 مگابايت از فضاي ديسك براي هر session هدر رود و استاندارد اوليه ، تعداد تراكهايي كه مي توان روي يك CD قرار داد را به 99 مورد محدود ساخته است .
اين محدوديت ها متعاقباً به وسيله استاندارد فرمت ديسك جهاني ISO 13346 از (( انجمن تكنولوژي ذخيره سازي اپتيكي )) ( OSTA ) حل و فصل شدند . اين استاندارد مستقل از سيستم عامل براي ذخيره سازي داده ها روي بسترهاي اپتيكي از جمله CD-R و CD-RW و DVD ، از يك ساختار دايركتوري با طراحي مجدد استفاده مي كند كه به درايو اجازه مي دهد هر بار يك فايل ( يا بسته ) بطور كارآمد ضبط نمايد .
قطر CD ها 12 سانتيمتر بوده و يك سوراخ مركزي 15 ميليمتري دارند .داده هاي صوتي يا كامپيوتري از شعاع 25 ميليمتر تا شعاع 58 ميليمتر ( حداكثر ) ذخيره مي شوند . استاندارد CD-R كتاب نارنجي اصولاً CD را به دو بخش تقسيم مي كند : ناحيه مورد استفاده سيستم (SUA) و ناحيه اطلاعات .
درحالي كه ناحيه دوم يك فضاي ذخيره سازي عمومي است . SUA بيشتر شبيه بوت سكتور يك ديسك سخت عمل نموده و 4 ميليمتر اول سطح CD را اشغال مي كند . اين قسمت به دستگاههاي خواننده مي گويد كه انتظار چه نوع اطلاعاتي را داشته باشند و داده ها در كدام فرمت خواهند بود . خود اين ناحيه به دو بخش تقسيم مي شوند : ناحيه كاليبراسيون توان (PCA) و ناحيه حافظه برنامه (PMA) .
1- PCA بر روي هر ديسك همانند يك زمين آزمايش براي ليزر دستگاه ضبط CD عمل مي كند . هربار كه يك ديسك وارد درايو CD-R مي شود ، اين ليزر به سطح PCA شليك مي شود تا حداكثر توان براي سوزاندن CD مشخص گردد . موارد مختلفي از قبيل سرعت ضبط ،رطوبت ، دماي محيط و نوع ديسك مورد مصرف مي توانند روي اين حالت بهينه تأثير بگذارند. هربار كه يك ديسك كاليبره مي شود ، يك بيت در ناحيه شمارش روي 1 تنظيم مي شود و حداكثر 99كاليبراسيون براي هر ديسك امكانپذير است .
2- در همين حال ، داده ها در PMA ذخيره مي شوند تا حداكثر 99 تراك و دفعات استارت و استپ آن ها ( براي موسيقي ) يا آدرس سكتور براي استارت فايل داده ها روي يك CD داده ها ضبط شوند .
ناحيه اطلاعات يعني ناحيه اي از ديسك كه حاوي داده ها مي باشد ، به سه ناحيه تقسيم مي شود :
1- قسمت Lead-in حاوي سكوت ديجيتالي در كانال اصلي به علاوه جدول اطلاعات در Q-channel مي باشد . اين قسمت به هد ليزر اجازه مي دهد تا حفره هاي ريز را تعقيب كند و با داده هاي صوتي يا كامپيوتري قبل از شروع ناحيه برنامه هماهنگ شود . طول Lead-in برحسب نياز به ذخيره سازي جدول محتويات براي حداكثر 99 تراك سنجيده مي شود .
2- ناحيه برنامه حاوي حداكثر 76 دقيقه داده هاي تقسيم شده به 99 تراك مي باشد .بيتها و بايتهاي واقعي روي يك CD آنطور كه انتظار مي رود ذخيره نمي شوند . در رسانه هاي قديمي ، هشت بيت يك بايت را تشكيل مي دهند كه خود ، واحد استاندارد داده ها محسوب مي شود . روي يك CD فرآيندي مكانيكي به نام (( مدولاسيون هشت به چهارده )) (EFM ) هر سمبل هشت بيتي را به صورت 14 بيت به علاوه 3 بيت الحاقي كدگذاري مي كند . سپس داده هاي EFM براي تعريف حفره هاي ريز روي ديسك مورد استفاده قرار مي گيرند . بيتهاي الحاقي تضمين مي كنند كه طول حفره و سطح هيچگاه كمتر از 3 و بيشتر از 11 كانال بيت نباشد و به اين ترتيب تأثير پارازيت و ديگر اعوجاجها را كاهش مي دهد .اين صرفاً اولين گام در يك فرآيند پيچيده است كه شامل شناسايي خطا ، ادغام بيتها ، فريمها ، سكتورها و بخشهاي منطقي است كه اوج و فرودهاي روي CD را به داده هايي تبديل مي كنند كه دستگاه قادر به خواندن آنها است .علاوه بر كانال داده هاي اصلي ، يك ديسك CD داراي هشت كانال كد فرعي (subcode) است كه با كانال اصلي به صورت interleaved درآمده و براي استفاده در دستگاههاي پخش CD-ROM و CD صوتي در دسترس هستند . وقتي CD براي اولين بار ساخته شد ، كد فرعي به عنوان ابزاري براي قرار دادن داده هاي كنترلي روي ديسك در نظر گرفته شد ( با استفاده از كانال اصلي كه به داده هاي صوتي يا CD-ROM محدود شده بود ) ؛ كانال P تعيين كننده ابتدا و انتهاي هر تراك است ، كانال Q حاوي كدهاي زمان ) دقيقه و ثانيه و فريمها ) ، نوع تراك و شماره كاتالوگ . و كانالهاي R تا W معمولاً براي گرافيك CD به كار برده مي شوند . با تكامل اين فناوري كانال اصلي براي انواع ديگري از داده ها مورد استفاده قرار گرفته و استاندارد جديد DVD به طور كامل كانالهاي كد فرعي CD را حذف مي كند .
CD-R
ذخيره سازي موسوم به يكبار بنويس ، چندين بار بخوان ( WORM ) از اواخر دهه 80 مطرح بوده است و گونه اي از درايوهاي اپتيكي محسوب مي شود كه مي توان روي آن ضبط كرد و از روي آن خواند . وقتي داده ها بر روي يك درايو WORM نوشته مي شوند ، علائم فيزيكي روي سطح رسانه مورد نظر به وسيله يك ليزر با توان اندك ايجاد مي شوند و از آنجايي كه اين علائم دائمي هستند نمي توان آنها را پاك كرد بنابراين كار نوشتن يك بار اتفاق مي افتد .
خصوصيت يك CD قابل ضبط در سال 1990 و استاندارد كتاب نارنجي 2 تعيين شد و شركت فليپس اولين شركتي بود كه اواسط سال 1993 با محصولي از نوع CD-R اقدام به بازاريابي كرد . اين محصول از همان تكنولوژي يك بار ضبط كردن ، چند بار خواندن استفاده مي كند و انعكاس دهندگي لايه رنگ آلي كه جايگزين ورقه آلومنيمي انعكاسي در يك ديسك CD معمولي شده است را تغيير مي دهد .
رنگ سیانید و مشتقات باثبات فلزی آنیک استانداردی بالفعل برای رسانه CD-R محسوب می شدند .در حقیقت بخش دوم کتاب نارنجی به خصوصیات ضبط رنگهای تحت سیانید در تثبیت استانداردهای CD-Recordable اشاره دارد . رنگ فتالوسیانین ( Phthalocyanine) ماده جدیدتری است که به نظر می رسد در برابر تضعیف ناشی از نورهای معمولی مانند ماوراء بنفش ، فلورسنت و آفتاب کمتر حساس باشد. رنگینه Azo در دیگر رسانه های ضبط نوری مورد استفاده قرار می گرفته است و اکنون در CD-R کاربرد پیدا کرده است . این رنگها مواد آلی حساس به نور هستند ، شبیه موادی که در تهیه عکس مورد استفاده قرار می گیرند . تولید کنندگان این رسانه های از این رنگینه های مختلف در ترکیب با ضخامت رنگ و ضخامت انعکاسی و ساختار ماتریال و شیار استفاده می کنند تا خصوصیات ضبط کنندگی آنها را برای طیف وسیعی از سرعتهای ضبط ، قدرت ضبط ، و طول عمر رسانه به نحو احسن تنظیم کنند . برای بازسازی بعضی از خواص آلومینیم مورد استفاده در CD های استاندارد و برای حفاظت از رنگ ، یک لایه انعکاسی میکروسکوپی ( یک آلیاژ انحصاری از نقره یا طلای 24 عیار ) روی این رنگ به صورت روکش قرار داده می شود ، استفاده از انعکاس دهنده های فلزی نجیب باعث حذف خطر خوردگی و اکسیداسیون می شود . تولید کنندگان CD-R با استفاده از آزمایشهای صنعتی و تکنیکهای مدلسازی ریاضی اقدام به انجام مطالعت گسترده ای بر روی طول عمر این رسانه ها کرده و به نتایجی دست یافته اند که باعث شده است ادعا کنند طول عمر آنها از 70 سال به 200 سال افزایش یافته است . اما معمولا آنها مدعی یک عمر تخمینی بین 5 تا 10 سال خواهد بود .
رنگ دیسک CD-R به رنگ خاصی که در لایه ضبط کننده مورد استفاده قرار گرفته است ، مربوط می شود . این رنگ پایه ، هنگامی که روکش انعکاسی اضافه می شود ( طلا یا نقره ) ، تعدیل می گردد .برخی از ترکیبات روکش رنگ انعکاسی به نظر سبز می رسند و برخی دیگر آبی و بقیه زرد رنگ دیده می شوند . مثلاً دیسکهای طلایی / سبز ، یک لایه انعکاسی طلا را با یک رنگ سرخابی ترکیب می کنند که باعث می شود روی سمت برچسب ظاهری طلایی و روی سمت ضبط خود ظاهری سبز داشته باشد . شرکت Taiyo Yuden اقدام به تولید CD های سیانیدی سبز و طلایی کرد که در طول تکمیل استاندارد کتاب نارنجی مورد استفاده قرار گرفتند .
دیسک دارای یک تراک مارپیچی است که در طول فرآیند تولید ایجاد می شود و در هنگام ضبط ، داده ها روی آن نوشته می شوند . این امر تضمین می کند که ضبط کننده از همان الگوی مارپیچی موجود در CD های متعارف استفاده نموده و از همان عرض معادل 6% میکرون و pitch معادل 6/1 میکرون همانند دیسکهای معمولی برخوردار است . ضبط دیسکها ، از داخل دیسک به طرف بیرون آن انجام می شود . تراک مارپیچی 22188 دور حول CD می چرخد که به طور متوسط در هر میلیمتر 600 تراک وجود دارد .
یک CD-R در عوض پرس کردن مکانیکی حفره های روی CD ، داده ها را با استفاده از لیزر برای سوزاندن فیزیکی حفره های کوچک روی لایه رنگ آلی روی دیسک می نویسد . وقتی حرارت فراتر از دمای بحرانی باشد ، منطقه سوخته شده از طریق یک واکنش شیمیایی با حرارت مات شده و در نتیجه نور کمتری را منعکس می کند. این سیستم برای این طراحی شده است تا روش انعکاس نور از روی منطقه هموار موجود روی یک CD عادی و پراکنده شدن آن به وسیله هر حفره کوچک را تقلید کند ، بنابراین داده های دیسک CD-R به وسیله نواحی سوزانده شده و نسوخته بیان می شود و این به شیوه ای مشابه نحوه معرفی داده های روی یک CD معمولی به وسیله حفره ها و سطوح صاف آن انجام می پذیرد . متعاقباً از یک دیسک CD-R می توان در یک دستگاه پخش CD معمولی استفاده کرد .
بااینحال ، CD-R دقیقاً یک WORM نیست . درحالیکه همانند WORM ، امکان پاک کردن داده ها پس از نوشتن آنها بر روی دیسک CD-R وجود نداشته و تغییر رنگ به صورت دائمی است . CD-R این امکان را می دهد تا چندین write session روی نواحی مختلف دیسک انجام شود .تنها مشکلی که وجود دارد این است که فقط درایوهای CD-ROM سازگار با چندین session می توانند session های متوالی را بخوانند و هر چیزی که بعد از جلسه اول ضبط می شود برای درایوهای قدیمی نامرئی خواهد بود .
ضبط کننده های CD-R از اواسط دهه 90 دچار کاهش شدید قیمت و افزایش مشخصات شده اند . تا اواسط سال 98 درایوها قادر بودند با سرعت چهار برابر ضبط کرده و با سرعت دوازده برابر بخوانند ( 4*/12x) تا پایان سال 99 عملکرد درایو CD-R دو برابر شده و به 8*/24x رسید که تا آن زمان گرایش از درایوهای CD-R به طرف همتایان متنوع تر خود یعنی CD-RW متمایل شده بود .هر چه سرعت ضبط بیشتر باشد ، CD-R Writer بیشتر در معرض سرریز بافر ( buffer underrun ) قرار می گیرد ، که خود حادترین خطا در بین تمام خطاهای ضبط CD می باشد . برای کاهش احتمال این خطا CD Writer ها معمولا ً دارای حافظه های کاشه ای هستند که می توانند از نظر اندازه بین 256 کیلو بایت تا 2 مگابایت متغییر باشند . دستگاههای سریعتر این امکان را می دهند که فرآیند ضبط کند شده و به سرعت دو برابر یا حتی یک برابر برسد . این امر به طرز خاصی برای اجتناب از underrun در هنگام کپی کردن CD-ROM هایی با کیفیت ضعیف ، مناسب است .
تا پایان دهه 90 ، هزینه یک درایو CD-R به قدری تنزل کرد که این محصول به یک دستگاه ذخیره سازی یا پشتیبانی غالب ، تبدیل شد . در واقع نسبت به دیگر تکنولوژیها چند مزیت نیز داشت .
در ابتدا ، CD-R ها با فرمتهای 63 و 74 دقیقه عرضه می شدند که به ترتیب حداکثر 550 تا 650 مگابایت از داده ها را ذخیره می کردند . آنها حتی در روزهای اولیه نیز معرف یک رسانه ذخیره سازی ارزان با حجم زیاد بودند . فراگیر بودن درایوهای CD-ROM باعث شد که آنها برای انتقال فایلهای بزرگ در بین کامپیوترهای شخصی تبدیل به رسانه ای برتر شوند.CD-R برخلاف نوار ، یک دستگاه دسترسی اتفاقی است که دسترسی به اطلاعات بایگانی شده را با سرعت امکانپذیر می نماید ، دیسکها در مقایسه با کارتریجهای نواری طول عمر بیشتری دارند و در هنگام تماس با یک میدان مغناطیسی پاک نمی شوند در نهایت تقریباً هر شکل از داده ها را می توان بر روی CD-ROM ذخیره کرد و امکان ترکیب ویدئو ، تصاویر گرافیکی ، صدا و داده های متعارف بر روی یک دیسک واحد وجود دارد . اما فرمت CD-R عاری از مسائل رقابتی نبوده است . برخلاف CD های معمولی سطح انعکاسی یک CD- R طوری ساخته شده تا با لیزر 780 نانومتری یک درایو معمولی CD-ROM هماهنگ باشد . یک CD-R را درون نسل اول یک درایو DVD-ROM قرار دهید تا معلوم شود که نور 650 نانومتری کافی را منعکس نمی کند تا درایو قادر به خواندن داده ها باشد . دستگاههای دارای هد با طول موج دو برابر این مشکل را برطرف کردند . همچنین بعضی از لیزرهای درایوهای CD-ROM به خصوص انواع قدیمی ممکن است برای خواندن CD های قابل ضبط کالیبره نشده باشد .
اما عیب اصلی CD-R این است که فرآیند ضبط آن دائمی است . این رسانه را نمی توان پاک کرد و دوباره ضبط کرد . فقط با باز گذاشتن یک session ( یعنی عدم ضبط روی کل CD و افزایش احتمال این خطر که روی تمام دستگاههای پخش کار نکند ) می توان داده ها را بطور تصاعدی به یک دیسک اضافه کرد . این امر البته برای تهیه نسخه های پشتیبان خیلی ایده آل نیست . متعاقب آن ، شرکت فیلیپس و سونی بعد از ماهها تحقیق و توسعه ، استاندارد دیگری را با نام CD-RW (سی دی با قابلیت بازنویسی ) معرفی کردند .
CD-RW
درست همان وقتی که CD-R در حال تبدیل شدن به یک محصول مصرفی بود ، عرضه CD-Rewritable در اواسط سال 97 ، تهدیدی جدی برای آینده محصول فوق بوجود آورد و رقابت را برای انواع گزینه های جایگزین Superfloppy ، رقابت را تنگ تر کرد .
نتیجه همکاری بین شرکتهای هیولت پاکارد ، میتسوبیشی ، کمیکال ، فیلیپس ، ریکو و سونی یعنی CD-RW به کاربر امکان می دهد تا روی داده های زاید قدیمی ، موارد جدید را ضبط کند یا تک تک فایل ها را حذف کند . استاندارد CD-RW که به نام کتاب نارنجی 3 معروف است سازگاری در خانواده محصولات CD را به همراه سازگاری آتی با DVD-ROM تضمین می کند.
Mini CD
فرمت Mini CD در CD های کارت ویزیت وجود دارد . این کارتها رسانه های CD-R معمولی هستند که تغییر شکل داده اند تا شبیه کارتهای شناسایی باشند . این کار با برش دادن فقط دو سمت دیسک یا برش هر چهار سمت آن برای ایجاد یک مستطیل واقعی انجام می شود . ظرفیت آنها از 20 تا 60 مگابایت در تغییر است که به مقدار برش دیسک بستگی دارد . این فرمت به صورت یک جایگزین مناسب از نظر هزینه برای بروشورهای چاپی محصولات به بازار عرضه شد تا به آسانی توزیع شود ، قادر به معرفی مطالب تبلیغاتی به شیوه چند رسانه ای باشد و از صدا ، تصویر ، متن و عکس نیز بهره برداری نماید . از این محصول که در مواقعی به نام دیسک فشرده شخصی نیز معروف است ، می توان به صورت ابزاری برای دسترسی امن به عضویت خصوصی آنلاین یا سرویسهای تجارت الکترونیکی استفاده کرد .
رسانه هایی با چگالی دو برابر
ایده CD های قابل ضبط محدود که دو برابر چگالی داشته باشند ، چیز جدیدی نیست . در اوایل دهه 90 بعضی از شرکتها مشغول آزمایش برای بسط استانداردهای کتاب سفیدو کتاب سرخ برای ذخیره سازی حجم زیادی از تصاویر ویدئویی شدند . اما این تکنولوژیها به دلایل استانداردی به سرعت کنار گذاشته شدند. وقتی که فرمت DVD مورد قبول واقع شد ، به نظر می رسد که چشم انداز CD هایی با تراکم بالا از دست رفته باشد .
ولی اینطور نبود ، با جنگی که بین استانداردهای DVD رقیب وجود داشت و هنوز با آغاز هزاره جدید حل و فصل نشده بود ، بعضی از تولید کنندگان درایو ایده تلاش برای افزایش طول عمر CD را دوباره مد نظر قرار دادند . شرکت سونی ( یکی از همکاران در اختراع CD ) در اوایل دهه 80 یکی از این شرکت ها بود و در اواسط سال 2000 استاندارد کتاب ارغوانی را همراه نقشه هایش برای تصویب و پذیرش فرمت ISO9660 به منظور دو برابر کردن تراکم یک CD استاندارد به 3/1 گیگابایت ، اعلام کرد .ذکر این نکته ضروری است که این فرمت جدید صرفاً برای ذخیره سازی داده ها طراحی شده است و هیچ برنامه ای برای یک استاندارد CD صوتی بیش از 140 دقیقه ای وجود ندارد .
این استاندارد جدید از طریق چند دستکاری ساده روی فرمت CD متعارف ، موفق به افزایش ظرفیت شده است . track pitch فیزیکی از 6/1 به 1/1 میکرون باریکتر شد و کمترین طول حفره های ریز از 833/0 به 623/0 میکرون تقلیل یافت .علاوه بر آن ، پارامتر موجود در الگوی تصحیح خطا ( CIRC) تغییر کرده است تا نوع جدیدی از اصلاح خطا ایجاد شود که شرکت سونی آن را CIRC7 می نامد . این فرمت دارای یک الگوی کنترل کپی نیز خواهد بود تا نیازهای روزافزون برای حفاظت امن از محتوا را برآورده سازد.
نه تنها رسانه های حاصل که دو برابر تراکم دارند بسیار شبیه رسانه های CD-R و CD-RW موجود هستند ، بلکه درایوهایی که آنها را می خوانند نیز ضرورتاً به تغییرات چندانی احتیاج ندارند .آنها از همان طول موج لیزر استفاده می کنند اما سرعت اسکن کردن از 2/1 تا 4/1 متر در ثانیه به حدود 9/0 متر در ثانیه کاهش یافته تا دیسکهای با تراکم بالاتر خوانده شوند .
در عرض یک سال از معرفی فرمت جدید ، این محصول جدید شرکت سونی برای کار با رسانه های 3/1 مگابایتی ( معروف به DD-R و DD-RW ) وارد بازار شده بود . درایو موسوم به Spressa CRX200E-A1 با ادعای یک حافظه بافر 8 مگابایتی برای ضبط ایمن در سرعتهای بالا قادر به ضبط 12 برابر ( 1800 کیلوبایت در ثانیه ) برای CC-R/CD-R ، 8 برابری ( 1200 کیلو بایت در ثانیه ) روی DD-RW/CD-RW ویک سرعت خواندن 32 برابری ( 4800 کیلو بایت در ثانیه ) دارد . اما این فرمت جدید نیز مشکلات خاص خود را در زمینه سازگاری دارد. در حالی که درایو های DD-R / DD-RW قادر خواهند بود تا دیسکهای CD-R و CD-RW را بخوانند و بنویسند ، درایوهای CD-ROM و CD-RW موجود قادر نیستند رسانه هایی مانند DDR و DD-RW را پخش کنند .
فرمت دیسک جهانی
استاندارد ISO 9660 که از زمان اختراع CD-ROM ها برای آنها قابل اجرا بوده است ، محدودیتهای مشخصی دارد که باعث می شوند برای DVD و CD-RW و دیگر فرمتهای دیسکی جدید ، مناسب نباشد . استاندارد UDF ISO13346 برای رفع این محدودیتها ، طراحی شده است .نوشتن بسته به طور کامل با فایل سیستم منطقی ISO 9660 خیلی سازگار نیست زیرا لازم است دقیق بداند که مدام فایلها در طول هر جلسه ضبط خواهند شد تا جدول مسیر ( path table ) و و توصیف کننده های حجم اولیه که به محل فیزیکی فایلها روی دیسک اشاره دارند را تولید نماید.UDF به فایلها اجازه می دهد تا به یک دیسک CD-R یا CD-RW به صورت تصاعدی اضافه شوند .تحت UDF و با استفاده از تکنیکی به نام packet writing ، حتی هنگامی که یک فایل overwritten شده باشد آدرس مجازی آن یکسان باقی می ماند در پایان هر جلسه UDF اقدام به نوشتن یک (( جدول تخصیص محل مجازی )) روی دیسک می کند که محل فیزیکی هر فایل را نشان می دهد .
تا اواسط سال 98 دو مدل از UDF تکمیل شده بودند . مدل UDF1.02 در دیسکهای DVD-ROM و DVD-Video مورد استفاده قرار می گیرد . مدل UDF1.5 از CD-R و CD-RW پشتیبانی می کند . ویندوز 98 از UDF1.02 پشتیبانی می کند ، اما در غیاب پشتیبانی سیستم عامل از UDF1.5 به نرم افزار مخصوص درایو UDF احتیاج هست تا packet-writing روی فرمتهای CD قابل ضبط امکان پذیر شود . نرم افزار DirectCD V2.0 از شرکت Adaptec اولین نرم افزاری بود که از packet-writing و پاک کردن تک تک فایلها به صورت تصادفی ( Random ) روی CD-RW پشتیبانی می کند . این نرم افزار به دو نوع بسته امکان نوشته شدن می دهد . طول ثابت ، طول متغیر . بسته هایی با طول ثابت بیشتر برای CD-RW مناسب هستند .تا از پاک کردن تصادفی حمایت کنند زیرا حفظ تراکهای یک سیستم فایل بزرگ و دائماً در حال تغییر درصورتی که بسته ها در محلهای ثابتی نوشته شده باشند، خسته کننده و کند خواهد بود . راه حل UDF1.5 به مراتب بهتر است .جدا از مشکلاتی که ناشی از فقدان حمایت سیستم عامل هستند ، مسائل دیگری هم مطرح می باشند .نقیصه اصلی این است که بسته هایی با طول ثابت حجم زیادی از فضای overhead را روی دیسک اشغال می کنند .ظرفیت موجود یک دیسک CD-RW که برای نوشتن بسته هایی با طول ثابت فرمت شده ، به حدود 550 مگابایت ماهش یافته است .
اما ظرفیت یک دیسک با فرمت UDF بخاطر وجود شاخصه های تعبیه شده DirectCD برای افزایش طول عمر CD-RW ، عملاً کاهش یافته است .
هرنقطه معینی روی دیسک CD-RW را می توان تقریباً هزار بار پاک کرد و نوشت ( قرار است این مقدار تا ده هزار بار افزایش پیدا کند ) بعد از این مدت ، آن نقطه معین دیگر غیر قابل استفاده خواهد بود . اما DirectCD طوری طراحی شده است تا از اینکه محل فیزیکی به طور تکراری نوشته و پاک شود اجتناب نماید و در این راه از تکنیکی به نام sparingاستفاده می کند . این امر به طرز چشمگیری عمر یک دیسک را افزایش می دهد ، اما به قیمت یک overhead که باعث کاهش ظرفیت ذخیره سازی موثر می شود . حتی اگر محل معینی بر روی دیسک CD-RW بسوزد . DirectCD می تواند آن را (( غیر قابل استفاده )) اعلام کند و دور آن کار کند ( شبیه بد سکتورهایی که روی یک دیسک سخت اداره می شوند ) در نتیجه بسیار بعید است که یک دیسک CD-RW فرسوده شود .
علاوه بر این مسائل مربوط به کاهش ظرفیت ، همه درایوهای CD-R یا CD-RW از روش packet writing پشتیبانی نمی کنند و فقط درایوهای CD-Rom MultiRead می توانند دیسکهای packet written را بخوانند . انجام این کار مستلزم استفاده از نرم افزار رایگان UDF Reader از شرکت Adaptec است که به بسیاری از درایوهای MultiRead CD-ROM اجازه می دهد تا دیسکهای ضبط شده در فرمت UDF1.5 را بخوانند . ذکر این نکته مهم است که این نرم افزار علاوه بر DirectCD مورد نیاز است .