Compact Disc ditemukan oleh Sony dan Philips pada tahun 1981 dalam rangka untuk melayani sebagai perangkat berkualitas tinggi penyimpanan audio kompak yang memungkinkan untuk akses langsung ke trek suara digital. Secara resmi diluncurkan pada bulan Oktober 1982. Pada tahun 1984, spesifikasi Compact Disc yang diperpanjang (dengan penerbitan Yellow Book) sehingga dapat menyimpan data digital.
Geometri CD
Sebuah CD (Compact Disc) adalah cakram optik dengan diameter 12cm dan 1.2mm (ketebalan dapat bervariasi 1,1-1,5 mm) untuk menyimpan informasi digital: sampai 650 MB data komputer (setara dengan 300.000 halaman diketik) atau 74 menit data audio.Sebuah lubang melingkar dengan diameter 15mm digunakan untuk pusat pada permukaan pemutar CD.
Susunan CD
CD dibuat dari substrat (polikarbonat) plastik dan sebuah film, baik logam reflektif (24-karat emas atau perak paduan). Lapisan reflektif kemudian ditutup dengan selesai akrilik anti-UV, menciptakan permukaan pelindung untuk data. Akhirnya, lapisan tambahan dapat ditambahkan sehingga data dapat ditulis di sisi lain dari CD juga.
Lapisan reflektif berisi benjolan kecil. Ketika laser melewati substrat polikarbonat, cahaya dipantulkan dari permukaan reflektif, tetapi ketika laser mencapai benjolan, itulah yang memungkinkan untuk mengkodekan informasi.Informasi ini disimpan dalam trek 22188 terukir dalam alur (meskipun itu sebenarnya hanya satu lagu spiral ke dalam).
CD komersial yang dibeli sudah ditekan, yang berarti bahwa benjolan telah dibuat plastik yang digunakan disuntikkan ke dalam cetakan yang berisi pola yang diinginkan secara terbalik. Sebuah lapisan logam ini kemudian ditempelkan ke substrat polikarbonat, dan lapisan ini sendiri ditutupi dengan lapisan pelindung.
Blank CD (CD-R), sebaliknya, memiliki lapisan tambahan (terletak antara substrat dan lapisan logam) terbuat dari pewarna yang bisa ditandai (atau "burned") dengan laser bertenaga tinggi (10 kali lebih kuat sebagai yang digunakan untuk membaca). Ini adalah lapisan pewarna yang baik menyerap atau mencerminkan sinar cahaya yang dipancarkan oleh laser.
* Blue-coloured cyanine , yang tampak hijau ketika lapisan logam terbuat dari emas
* Light-green-coloured pthalocyanine, yang muncul berwarna emas ketika lapisan logam terbuat dari emas
* Dark-blue-coloured azo
* Light-green-coloured pthalocyanine, yang muncul berwarna emas ketika lapisan logam terbuat dari emas
* Dark-blue-coloured azo
Sebagai informasi tidak disimpan sebagai lubang tetapi sebagai tanda berwarna, pra-alur ditempatkan di disk kosong untuk membantu kompor mengikuti jalur spiral, sehingga rekayasa presisi tidak diperlukan pada pembakar CD.Terlebih lagi, ini-pra alur mengikuti gelombang sinus disebut wobble, dengan amplitudo + /-0.03μm (30nm) dan frekuensi 22.05kHz. The wobble lets the burner know what speed it needs to record at. Goyangan ini memungkinkan wobble pada kecepatan yang dibutuhkan untuk merekam . Informasi ini disebut ATIP (Absolute Time in Pre-Groovee).
Cara Kerja
Head membaca terbuat dari laser (Light Amplifikasi oleh Merangsang Emisi Radiasi) yang memancarkan seberkas cahaya, dan sel fotolistrik yang menangkap sinar yang dipantulkan.CD player menggunakan laser inframerah (dengan panjang gelombang 780 nm). Lensa terletak di dekat CD memfokuskan sinar laser ke lubang. Sebuah cermin reflektif semi memungkinkan cahaya yang dipantulkan untuk menyerang sel fotolistrik, seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut:
Sebuah "pick up" bergerak cermin sehingga kepala baca dapat mengakses seluruh CD-ROM.
A CD has two basic operating modes: Sebuah CD memiliki dua mode operasi dasar:
* Reading at a constant linear velocity (atau CLV for short). Membaca dengan kecepatan linear konstan (atau CLV untuk pendek). Ini adalah modus operasi dari drive CD-ROM awal, didasarkan pada bagaimana pemutar audio CD dan bahkan lama bekerja turntable. Ketika disk berubah, alur lebih dekat ke pusat berjalan lebih lambat dari lekukan pada tepi luar, sehingga kecepatan membaca (dan karena itu kecepatan di mana piringan berputar) telah menyesuaikan berdasarkan posisi radial dari kepala baca. Dengan proses ini, kepadatan informasi adalah sama di seluruh disk, sehingga ada peningkatan kapasitas. CD audio memiliki kecepatan linier antara 1,2 dan 1,4 m / s.
* Membaca dengan kecepatan sudut konstan (CAV) melibatkan menyesuaikan kepadatan informasi tergantung di mana data berada, sehingga kecepatan rotasi adalah sama di setiap titik pada disk. Tni berarti bahwa data kepadatan akan lebih rendah di tepi disk dan lebih tinggi di dekat pusat.
Kecepatan membaca drive CD-ROM awalnya berhubungan dengan kecepatan player CD audio, dengan laju 150 kB / s. Kecepatan ini kemudian diadopsi sebagai titik referensi dan disebut 1x. Generasi selanjutnya dari CD-ROM drive telah dijelaskan menggunakan kelipatan dari nilai ini. Tabel berikut menunjukkan kecepatan baca untuk setiap kelipatan 1x:
A CD has two basic operating modes: Sebuah CD memiliki dua mode operasi dasar:
* Reading at a constant linear velocity (atau CLV for short). Membaca dengan kecepatan linear konstan (atau CLV untuk pendek). Ini adalah modus operasi dari drive CD-ROM awal, didasarkan pada bagaimana pemutar audio CD dan bahkan lama bekerja turntable. Ketika disk berubah, alur lebih dekat ke pusat berjalan lebih lambat dari lekukan pada tepi luar, sehingga kecepatan membaca (dan karena itu kecepatan di mana piringan berputar) telah menyesuaikan berdasarkan posisi radial dari kepala baca. Dengan proses ini, kepadatan informasi adalah sama di seluruh disk, sehingga ada peningkatan kapasitas. CD audio memiliki kecepatan linier antara 1,2 dan 1,4 m / s.
* Membaca dengan kecepatan sudut konstan (CAV) melibatkan menyesuaikan kepadatan informasi tergantung di mana data berada, sehingga kecepatan rotasi adalah sama di setiap titik pada disk. Tni berarti bahwa data kepadatan akan lebih rendah di tepi disk dan lebih tinggi di dekat pusat.
Kecepatan membaca drive CD-ROM awalnya berhubungan dengan kecepatan player CD audio, dengan laju 150 kB / s. Kecepatan ini kemudian diadopsi sebagai titik referensi dan disebut 1x. Generasi selanjutnya dari CD-ROM drive telah dijelaskan menggunakan kelipatan dari nilai ini. Tabel berikut menunjukkan kecepatan baca untuk setiap kelipatan 1x:
| Kecepatan Membaca | Waktu Respon | |
| 1x | 150 kB/s | 400 sampai 600 ms |
| 2x | 300 kB/s | 200 sampai 400 ms |
| 3x | 450 kB/s | 180 sampai 240 ms |
| 4x | 600 kB/s | 150 sampai 220 ms |
| 6x | 900 kB/s | 140 sampai 200 ms |
| 8x | 1200 kB/s | 120 sampai 180 ms |
| 10x | 1500 kB/s | 100 sampai 160 ms |
| 12x | 1800 kB/s | 90 sampai 150 ms |
| 16x | 2400 kB/s | 80 sampai 120 ms |
| 16x | 2400 kB/s | 80 sampai 120 ms |
| 20x | 3000 kB/s | 75 sampai 100 ms |
| 24x | 3600 kB/s | 70 sampai 90 ms |
| 32x | 4500 kB/s | 70 sampai 90 ms |
| 40x | 6000 kB/s | 60 sampai 80 ms |
| 52x | 7800 kB/s | 60 sampai 80 ms |
Encoding
Jalur fisik terdiri dari benjolan 0.168μm dalam dan 0.67μm lebar, dengan panjang variabel. "Rings" spiral ini menyebar 1.6μm terpisah dari satu sama lain. Pit adalah istilah untuk depresi dalam alur, dan lands adalah spasi di antara mereka.
Laser digunakan untuk membaca CD memiliki panjang gelombang 780 nm saat melalui udara. Seperti indeks bias polikarbonat adalah 1,55, panjang gelombang laser di polikarbonat sama dengan 780/1.55 = 503nm = 0.5μm.Karena kedalaman alur adalah seperempat panjang gelombang sinar laser, gelombang cahaya yang dipantulkan oleh pit setengah travels sepanjang (125% lebih lama untuk hit disk dan sama untuk kembali) sebagai sebuah gelombang reflects dengan land.
Dengan cara ini, setiap kali laser strikes pitted groove,gelombang dan refleksi yang dephas oleh panjang gelombang setengah dan membatalkan satu sama lain (interferensi destruktif), sehingga seolah-olah tidak ada cahaya tercermin sama sekali. Perpindah dari pit ke lands menyebabkan penurunan pada sinyal, yang mewakili satu bit. Panjang alur adalah apa yang menyimpan informasi. Ukuran sedikit di CD ("S") adalah standar dan sesuai dengan jarak yang ditempuh oleh berkas cahaya dalam 231,4 nanodetik, atau 0.278μm dan kecepatan minimum standar 1,2 m / s.
Dalam standar EFM (Eight-to-Fourteen Modulation), digunakan untuk menyimpan informasi pada CD, harus selalu ada setidaknya dua bit set ke 0 antara dua berturut-turut 1 bit, dan tidak bisa ada lebih dari 10 berturut-turut nol bit antara dua 1 bit, dalam rangka untuk menghindari kesalahan.Ini adalah mengapa panjang alur (atau lands) lebih besar dari atau sama dengan panjang yang dibutuhkan untuk menyimpan nilai OO1 (3S, atau 0.833μm) dan kurang dari atau sama dengan panjang dari nilai 00000000001 (11s, atau 3.054μm).
Standards
Ada banyak standar menggambarkan cara di mana informasi harus disimpan pada compact disc, tergantung pada bagaimana akan digunakan.Standar-standar ini ditetapkan dalam dokumen yang disebut books, yang masing-masing memiliki warna yang ditugaskan untuk itu:
- Red book(juga disebut RedBook audio): Dikembangkan pada tahun 1980 oleh Sony dan Philips, menggambarkan format fisik CD dan metode pengkodean untuk CD audio (kadang-kadang disebut CD-DA untuk Compact Disc - Digital Audio). It defines a sample rate of 44.1 kHz and 16-bit resolution (in stereo) for recording audio data. Ini mendefinisikan tingkat sampel 44,1 kHz dan 16-bit resolusi (dalam stereo) untuk merekam data audio.
- Yellow book: Dikembangkan pada tahun 1984 dalam rangka untuk menggambarkan format fisik untuk CD data (CD-ROM untuk Compact Disc - Read Only Memory).Ini mencakup dua mode:
- CD-ROM Mode 1, digunakan untuk menyimpan data dengan koreksi kesalahan (disebut ECC, untuk Error Correction Code) untuk menghindari kehilangan data akibat kerusakan dari disk.
- CD-ROM Mode 2, digunakan untuk menyimpan kompresi grafis, video, dan data audio. Untuk dapat membaca jenis CD-ROM, drive harus Mode 2 kompatibel.
- Green book: Spesifikasi fisik untuk CD-I (CD Interaktif, oleh Philips)
- Orange Buku: Format Fisik untuk CD ditulis. Hal ini dibagi menjadi tiga bagian:
- Part I : format CD-MO (magneto-optik disk)
- Part II : format CD-WO (Write Setelah, sekarang disebut CD-R)
- Part III : Format CD-RW (CD rewritable)
- White book : Format Fisik untuk CDS video (VCD)
- Blue book :Format fisik untuk "Extra" CD (CD-XA)
Struktur Logika
Oranye book menyatakan bahwa CD-R, apakah itu CD audio atau CD-ROM, terdiri dari tiga bidang yang membentuk bidang informasi:
- Lead-in Area (kadang-kadang disebut LIA) hanya berisi informasi yang menjelaskan isi dari disk (di TOC, Table of Contents). Lead-in Area mimiliki meluas dari radius 23 mm dari tepi hingga radius 25 mm. Ukuran ini diperlukan oleh kebutuhan untuk dapat menyimpan informasi tentang maksimum 99 trek.Lead-in Area memungkinkan drive pemutar CD / mengikuti lubang spiral dalam rangka untuk menyinkronkan diri dengan data yang ditemukan di program area.
- Program Area adalah bagian dari disk yang berisi data. Hal ini dimulai 25 mm keluar dari pusat, meluas ke radius 58 mm, dan dapat berisi setara dengan 76 menit data audio. Program area dapat berisi hingga 99 trek (atau sesi), masing-masing minimal 4 detik panjangnya.
- Lead-Out Area (atau LOA), yang mengandung data null (silence pada CD audio) menandai akhir dari CD. Dimulai pada radius 58 mm dan harus minimal 0,5 mm lebar (radial). Lead-Out Area harus mengandung setidaknya 6750 sektor, atau 90 detik kesunyian di kecepatan minimum (1X).
Selain tiga bidang yang dijelaskan di atas, CD-R berisi PCA (Power Calibration Area) dan PMA (Program Memory Area), yang bersama-sama membentuk SUA (System User Area).PCA dapat dilihat sebagai area pengujian untuk laser, sehingga dapat mengkalibrasi kekuatannya tergantung pada jenis disk sedang dibaca. Daerah ini adalah yang memungkinkan untuk menjual CD kosong yang menggunakan pewarna yang berbeda dan lapisan reflektif. Setiap kali itu menyesuaikan, burner catatan bahwa telah melakukan tes. Sampai dengan 99 tes yang diizinkan per disc.
File Sistem
Format CD (atau lebih tepatnya, sistem file) menggambarkan bagaimana data disimpan dalam program area.Sistem file awal untuk CD adalah High Sierra Standard.
Format ISO 9660, standar pada tahun 1984 oleh ISO (International Standard Organization) ditinjau kembali High Sierra Standard dalam rangka untuk menentukan struktur file dan folder pada CD-ROM. Hal ini dibagi menjadi tiga tingkatan:
- Level 1: ISO 9660 Tingkat 1-formated CD-ROM hanya dapat berisi file dengan nama keseluruhannya terdiri dari huruf kapital (AZ), angka (0-9) dan karakter "_". Bersama-sama, ini disebut d-characters. Nama folder terbatas pada 8 d-karakter dan dapat tidak lebih dari 8 subfolder. Selain itu, ISO 9660 standar memerlukan setiap file yang akan disimpan terus-menerus pada CD-ROM, tanpa fragmentasi. Ini adalah tingkat yang paling ketat. Complianc dengan Level 1 memastikan bahwa disk akan dibaca pada sejumlah besar platform.
- Tingkat 2: Format ISO 9660 Tingkat 2 mensyaratkan bahwa setiap file disimpan sebagai aliran kontinu byte, tetapi lebih fleksibel dengan nama file, yang memungkinkan karakter @ - ^! $ % & ( ) # ~ dan sampai 32 subfolder.
- Level 3: Format ISO 9660 Tingkat 3 tidak membatasi nama file atau folder.
Microsoft juga telah mendefinisikan format Joliet, perluasan ISO 9660 yang memungkinkan nama file yang panjang (LFN s) hingga 64 karakter, termasuk spasi dan karakter beraksen (berdasarkan Unicode).ISO 9660 Format Romeo adalah pilihan penamaan yang ditawarkan oleh Adaptec, independen dari Joliet, untuk menyimpan file yang namanya bisa sama selama 128 karakter, tetapi yang tidak mendukung Unicode encoding.
ISO 9660 Format RockRidge adalah ekstensi penamaan untuk ISO 9660 yang membuatnya kompatibel dengan sistem file UNIX.Dalam rangka untuk menebus keterbatasan dari ISO 9660 (yang membuatnya tidak cocok untuk DVD-ROM disc), yang OSTA (Optical Storage Technology Association) telah mengembangkan ISO 13346 format, yang dikenal dengan (Format Disk Universal) UDF.
Metode Writing
- Monosession: Metode ini menciptakan satu sesi pada disk dan tidak memungkinkan data baru yang akan ditambahkan kemudian.
- Multisession: Berbeda dengan metode sebelumnya, yang satu ini memungkinkan CD dapat ditulis untuk beberapa kali, dengan menciptakan sebuah long table 14MB-isi (TOC) de 14Mo untuk setiap sesi.
- Multivolume: Ini adalah rekaman yang multisession menganggap setiap sesi sebagai volume terpisah.
- Track At Once: Metode ini digunakan untuk menonaktifkan laser antara dua trek, dalam rangka menciptakan jeda dua detik antara setiap lagu pada CD audio.
- Disc At Once : Berbeda dengan metode sebelumnya, Disc Pada Setelah menulis seluruh CD sekaligus (tanpa berhenti).
- Packet Writing : metode ini memungkinkan data yang disimpan dalam paket.
Spesifikasi Teknis
Sebuah drive CD-ROM ditentukan oleh berikut:
- Kecepatan: Kecepatan dihitung relatif terhadap kecepatan player CD audio (150 KB / s). Sebuah drive yang dapat mencapai kecepatan 3000KB / s akan disebut 20X (20 kali lebih cepat dibandingkan drive 1X).
- Waktu akses: Ini merupakan rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk pergi dari satu bagian dari CD yang lain.
- Antarmuka: ATAPI (IDE) atau SCSI;
