CD-R
Eine CD-R (Compact Disc Recordable) ist eine beschreibbare CD, die mit einem handelsüblichen Brenner beschrieben werden kann.
Beschreibung
Sie besteht aus einem, im Spritzgussverfahren hergestellten, transparenten Kunststoffträger, in dessen Oberfläche sich eine mikroskopisch feine, spiralförmige Rille befindet. Diese minimale Vertiefung dient der Führung eines energiereichen Lasers, der beim Schreiben ("Brennen") der digitalen Information durch Hitzeentwicklung die Lichtdurchlässigkeit einer speziellen, organischen Farbschicht (Dye) in kleinsten Bereichen verringert. Diese so entstandenen "Pits" können dann (von einem schwächeren Laser, der die Farbschicht nicht verändert) durch Auswertung der veränderten Reflexion an einer darüberliegenden (aufgedampften) Aluminium-, Silber- oder Goldschicht wieder ausgelesen werden, indem die Modulation des Lasers in ein elektrisches Signal verwandelt wird. Der Reflexionsgrad wird von den Herstellern mit > 65% angegeben. Zum Schutz der Schichten (Dye- und Reflexionsschicht) wird auf der Oberfläche (durch verschleudern eines Tropfens) eine dünne, transparente Lackschicht aufgebracht, bevor der dekorative Aufdruck des "Labels" erfolgt.
Größen
- 185 MB: 21 min (mini Disc)
- 650 MB: 74 min (inzwischen relativ selten)
- 700 MB: 80 min
- 800 MB: 90 min
- 870 MB: 99 min (relativ selten)
- 900 MB: 100 min (relativ selten)
Je nach Qualität und Art des Rohlings kann auch noch außerhalb des standardisierten Bereichs gebrannt werden (überbrennen). Dies kann jedoch zu Fehlern oder Verlust der Daten in diesem Bereich führen. Bei den Größen jenseits der ursprünglichen 650MB/74min kann es zu Wiedergabeproblemen in manchen CD-Laufwerken kommen, da die Spurrillen enger aneinander liegen, um die höhere Kapazität zu erreichen. Ebenso kommt nicht jeder CD-Brenner damit zurecht; bei manchen (v.a. älteren) Modellen kann es zudem beim Überbrennen zu Hardware-Schäden am Brenner kommen. Einige Brennprogramme wie Nero Burning Rom enthalten daher diesbezügliche Warnhinweise.
Übersetzung aus dem Englischen
Eine CD-R (Compact Disc-Recordable) ist eine 1,2 mm dicke Scheibe aus Polycarbonat mit einem Durchmesser von 120 oder 80 mm. Sie wird hauptsächlich zum Speichern von Musik und Daten benutzt. Im Gegensatz zur konventionellen CD besitzt eine CD-R einen Farbstoffkern anstatt eines Metallkerns.
Eine CD-R hat standardmäßig eine Speicherkapazität von etwa 74 Minuten (Musik) oder 650 MB (Daten). Daneben existieren CD-Rs mit einer Kapazität von 80 Minuten bzw. 703 MB. Dieser Unterschied wird durch das Ausnutzen aller im Orange Book CD-Standard beschriebenen Toleranzen erreicht. Die meisten CD-Rs auf dem Markt sind von der zweiten beschriebenen Art. Schließlich existieren auch CD-Rs mit einer Kapaziät von 90 Minuten/790 MB und 99 Minuten/870 MB, allerdings sind diese eher selten, da sie nicht dem Standard entsprechen und demnach Probleme in älteren Laufwerke verursachen können.
Die Polycarbonat-Scheiben besitzen eine spiralförmige Rille, die dazu dient, den Laser zum Lesen bzw. Schreiben zu führen. Auf der Seite auf der sich diese Rille befindet, ist die Scheibe mit einer sehr dünnen Schicht eines speziellen Farbstoffes beschichtet. Es folgt eine weitere dünne, reflektierende Schicht aus Silber, einer Silber-Legierung oder Gold. Schliesslich befindet sich außen eine Schutzschicht aus einem mit UV-Strahlung gehärtetem Lack.
Speziell entwickelte Arten von CD-ROM-Laufwerken, sogenannte CD-R-Laufwerke, CD-Brenner oder CD-Writer dienen zum Beschreiben einer CD-R. Dabei werden mit einem Laser kleine Vertiefungen (sogenannte Pits) in den Farbstoff "geätzt", so dass die CD später von einem CD-ROM-Laufwerk oder einem CD-Spieler gelesen werden kann. Der Laser zum Beschreiben von CD-Rs ist ein Infrarot-Laser, der Licht der Wellenlänge 780 nm erzeugt. Die Lichtbrechung innerhalb der Pits ist geringer als außerhalb der Pits, da der Brechungsindex des Farbstoffes durch das "Brennen" verringert wurde. Während des Auslesens der gespeicherten Information von der CD-R wird der Laser mit wesentlich geringerer Leistung betrieben, um das "Brennen" zu vermeiden. Ein optischer Empfänger nimmt dann die Änderungen an der Intensität des reflektierten Lichtes auf, während er entlang der anfänglich erwähnten Rille über die Pits vorbeiläuft. Die Änderung des reflektierten Laserlichtes wird anschließend in ein elektrisches Signal umgewandelt, aus welchem dann die digitale Information erzeugt wird (sogenanntes dekodieren).
Anders als bei einer CD-RW kann das Erzeugen der Pits nicht mehr rückgängig gemacht werden. Daher kann eine CD-R nicht gelöscht oder neu beschrieben werden. Allerdings ist es möglich, eine CD-R in mehreren Sitzungen (sog. Sessions) zu beschreiben.
Betrachtet man eine CD-R mit dem bloßen Auge, so erscheinen bereits beschriebene Teile der CD-R etwas dunkler als die unbeschriebenen. Damit kann eine grobe Abschätzung über die bereits geschriebene Datenmenge getroffen werden.
Geschichte
Die CD-R wurde 1988 von der japanischen Gesellschaft Taiyo Yuden entwickelt (die Rekorder kamen allerdings von Yamaha). Die ersten kommerziellen CD-R wurden 1994 hergestellt. Einige der ersten Hersteller waren Taiyo Yuden, Kodak, Maxell und TDK. Seitdem wurde die CD-R immer weiterentwickelt, so dass heute mit einer um 56-fach höheren Geschwindigkeit „gebrannt“ werden kann als es bei den ersten CD-R möglich war. Die Verbesserungen betrafen hauptsächlich die benutzten Farbstoffe der CD-R, die Ausführung der Rille und den Beschichtungsprozess. Das Brennen mit „einfacher“ Geschwindigkeit wird immer noch für einige Audio-CD-R benutzt, da Audio CD-R Rekorder darauf standardisiert sind.
Es existieren derzeit drei grundlegende Farbstoffmischungen für CD-Rs:
- Cyanine dye (Türkis) war einer der ersten entwickelten Farbstoffe und seine Formel wurde von Taiyo Yuden patentiert. Cyanine dyes sind grün oder hellblau. Die ersten Varianten waren chemisch instabil und verloren ihre Reflektivität innerhalb von ca. 20 Jahren. Einige Hersteller wie Taiyo Yuden benutzen spezielle Additive, um cyanine-dye-Scheiben langlebiger zu machen ("metallstabilisiertes Cyanin", "Super Cyanine"). Damit ist der Cyaninlack den anderen Farbstoffen ebenbürtig.
- Azo dye CD-R sind tiefblau und der Aufbau des Farbstoffes ist patentiert von Mitsubishi Chemicals. Anders als Cyanine Dye ist Azo dye chemisch stabiler. Man geht von einer Lebenszeit der mit diesem Farbstoff hergestellten CD-R von mehreren Jahrzehnten aus. Hergestellt werden CD-R mit Azolack unter anderem von Verbatim.
- Phthalocyanine dye CD-R sind silbrig-grün, silber- oder goldfarben. Die Patente auf diesem Farbstoff liegen bei Mitsui und Ciba Spezialitätenchemie. Dieser Farbstoff ist chemisch sehr stabil, so dass man von einer Lebensdauer von mehreren hundert Jahren ausgeht. Aufgrund der weiten Verbreitung von Phthalocyanin kann jedoch nicht bei jedem Phthalocyanin-Rohling von einer längeren Haltbarkeit ausgegangen werden.
Es existiert als vierte, eher unbedeutende Farbstoffmischung das sogenannte Formazan, welches von Kodak entwickelt wurde und ungefähr zwischen Cyanine und Phthalocyanine liegt. Formazan konnte sich auf dem Markt nicht durchsetzen und ist nicht mehr verfügbar.
Zu beachten ist allerdings, dass viele Hersteller einige Farbzusätze beimischen, um Cyanine-dye-CD-R nicht als solche erscheinen zu lassen. Daher können, ausgehend von der Farbe, keine Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der CD-R getroffen werden. Es ist also nicht möglich, allein aus dem schimmernden Gold darauf zu schließen, dass es sich um eine CD-R mit einem Phthalocyanine-dye und einer goldenen Reflexionsschicht handelt. Ebenfalls ist zu beachten, dass die Lebensdauer erheblich von der Art der Lagerung beeinflusst wird und die gemachten Angaben nur Richtwerte sind.
Für eine möglichst lange Lebensdauer sollten CD-R vertikal gelagert werden, um ein mögliches „Verziehen“ oder Verbiegen zu vermeiden. Ebenso sollten sie in einer speziellen Kassette aufbewahrt werden. Die Lagerung sollte in einem kühlen, dunklen und trockenen Raum geschehen. Daneben sollten Etiketten und Aufschriften mit wasser-basierter Tinte gänzlich vermieden werden.
Obwohl die CD-R ursprünglich in Japan entwickelt wurde, produziert seit 1998 Taiwan die größte Menge an CD-R. Die taiwanische Herstellung machte weltweit mehr als 70% aus (2003: 10,5 Milliarden CD-R). Hersteller aus Taiwan sind unter anderem Ritek und CMC Magnetics.
Anfänglich gab es einige Inkompatibilitäten zwischen CD-R und älteren CD-ROM-Laufwerken. Dies lag an der niedrigeren Reflexion der CD-R. Im Allgemeinen lesen alle CD-ROM-Laufwerke, die mit mindestens 8-facher Geschwindigkeit arbeiten können, auch CD-R. Einige DVD-Player können wiederum aus dem gleichen Grund die CD-R nicht lesen.
Siehe auch
Links
ctmagazin News: US-Forscher kämpfen gegen digitale Vergesslichkeit (lesenswert)
The Relative Stabilities of Optical Disc Formats pdf