CD / CD ROM
Mittlerweile sind CD-Rom Laufwerke (CD = Compact Disk) fast schon ausgestorben. Zumindest werden keine CD-Rom Laufwerke mehr verkauft oder mit Computer ausgeliefert. Bestenfalls werden CD-Rom Laufwerke noch mit preiswerten Notebooks ausgeliefert.
Die letzten CD-Rom Laufwerke hatten eine Lesegeschwindigkeit von 52-fach. Die ersten CD-Rom Laufwerke schafften da nur die 1fache Geschwindigkeit. Und das waren 150 KB/s.
Aufbau und Funktionsweise:
Ein CD-ROM-Laufwerk besteht hauptsächlich aus einem Motor, der die CD dreht, einer Einheit, die den Laser-Strahl erzeugt, einer Fotozelle, die den reflektierten Laserstahl empfängt, einem weiteren Motor, der den Laserstrahl und die Fotozelle positioniert sowie jeder Menge Elektronik, die die Daten vom Laserstrahl auswertet und weitergibt sowie gegebenenfalls Lesefehler korrigiert.
Eine CD selbst besteht fast vollständig aus Kunststoff (Polycarbonat) sowie der Schicht, die die Daten beinhaltet. Bei gep
ressten CDs besteht diese Schicht aus Aluminium, bei gebrannten CDs aus Gold oder organischen Verbindungen. Die Daten sind dabei wie bei einer Schallplatte spiralförmig hintereinander angeordnet. Im Gegensatz zur alten Vinylscheibe sind die Daten bei der CD aber von innen nach außen angeordnet.
Die einzelnen Bits werden durch Höhen (lands) und Tiefen (pits) in der Datenschicht der CD dargestellt. Während der Laserstrahl bei den höheren Stellen fast zu 100 % reflektiert wird, wird er in den Senken gestreut und kann somit nicht zur Fotozelle gelangen.
CD-Brenner funktionieren so ähnlich: Hier sorgt ein starker Laserstrahl dafür, dass in eine ebene Fläche Bits gebrannt werden, d.h. am Anfang reflektiert die gesamte CD gleich stark, wenn nun der Laser auf eine Stelle trifft, verändern sich die Eigenschaften des Stoffes und er reflektiert nicht mehr.
Korrekt korrigiert:
Die Daten sind dabei auf der CD in Sektoren und Frames unterteilt, wobei ein 2352 Byte großer Sektor aus 98 Frames besteht. Jedes Frame enthält 24 Byte "echte" Daten und 9 Byte zur Fehlerkorrektur. Doch damit nicht genug: Jedes Frame wird durch weitere Fehlerkorrektur-Algorithmen auf ganze 588 Bit (=73,5 Byte) aufgeblasen. Damit liegen auf einer CD etwa 2287 MB an Daten, von denen gerade einmal 650 MB genutzt werden, der Rest geht auf die Fehlerkorrektur zurück. Das Verhältnis Nutzdaten zu Fehlerkorrekturdaten beträgt also ca. 1:3,5 !
CDs sind in den letzten fünf Jahren zum wichtigsten Transportmedium für große Datenmengen geworden. Das "ROM" im Namen bedeutet "Read Only Memory", auf deutsch in etwa "Nur-Lese-Speicher". Das heißt, das CDs nur einmal beschrieben werden können (im Presswerk oder im CD-Brenner) und von da an nur noch gelesen werden. Außerdem gibt es auch wieder beschreibbare CDs, die allerdings mit den normalen CDs nicht mehr viel gemeinsam haben.
Leistungsfähigkeit von CD-ROM-Laufwerken:
Die Leistungsfähigkeit eines CD-ROM-Laufwerks ist von verschiedenen Faktoren abhängig:
- durchschnittliche Drehgeschwindigkeit:
Ein CD-ROM-Laufwerk mit einer hohen maximalen (im Außenbereich) Drehgeschwindigkeit bringt nicht viel, wenn es im mittleren oder inneren Bereich einer CD nur geringe Datentransferraten wegen einer zu geringen Drehgeschwindigkeit hat. - Fehlerkorrektur:
Jede CD erhält im Laufe der Zeit und durch unsachgemäße Behandlung fehlerbehaftete Stellen (Kratzer, Risse). Diese Stellen bringen ein CD-ROM-Laufwerk zum häufigen Wiederholen des Lesevorgangs mit reduzierter Geschwindigkeit. Arbeitet die Fehlerkorrektur gut, sind diese Vorgänge seltener. Wobei sich das positiv auf die Transferrate auswirkt. - Zugriffszeit:
Eine hohe Drehzahl benötigt relativ viel Zeit um auf ihre Geschwindigkeit zu kommen. In dieser Zeit ist kein Zugriff auf die Daten möglich. Die Zugriffszeit ist entsprechend hoch.
Laufwerksgeschwindigkeiten:
| Umdrehung x-fach |
Übertragungsrate in KByte/s |
Mittlere Zugriffszeit in Millisekunden |
| 1 | 150 | 400 |
| 2 | 300 | 300 |
| 4 | 600 | 150 |
| 8 | 1200 | 100 |
| 12 | 1800 | 100 |
| 16 | 2400 | 90 |
| 24 | 3600 | 90 |
| 32 | 4800 | 85 |
| 44 | 6600 | 85 |
| 52 | 7800 | 85 |
CD-Formate:
| CD+G | Compact Disc and Graphics für Audio und Grafik mit einer sehr geringen Verbreitung. |
|---|---|
| CD+Midi | Compact Disc mit digitaler Schnittstelle für Musikinstrumente für Audio- und Midi-Informationen mit sehr geringer Verbreitung. |
| CD-DA | Compact Disc Digital Audio ist die klassische Musik-CD mit 74 Minuten Spieldauer. |
| CD-Extra | Enhanced Music Compact Disc ist die verbesserte Musik-CD. Nachfolger der CD-Plus für Audio und Daten. |
| CD-I | Compact Disc Interactive ist die Multimedia-CD mit der Möglichkeit in den Ablauf aktiv einzugreifen(interaktiv) für Audio, Video, Fotos und Spiele. |
| CD-MO | Magnetooptische Daten-CD mit geringer Verbreitung. |
| CD-R | Compact Disc Recordable mit der Möglichkeit einmal mit Audio oder Daten zu beschreiben. |
| CD-RW | Compact Disc Rewriteable mit der Möglichkeit mehrfach mit Audio oder Daten zu beschreiben. |
| CD-ROM | Compact Disc Read Only Memory ist ein Nurlesespeicher für Daten. |
| CD-ROM XA | CD-ROM eXtended Architecture ist ein Nurlesespeicher für Daten, Text, Grafik, Bild, Audio und Video. |
| Photo-CD | Foto-CD für die Ablage von digitalen Bildern in Echtfarben. |
| Video-CD | Video-CD für Filme mit max. 74 Minuten Spieldauer im Audio- und Videoformat MPEG. Videoqualität im VHS-Format. |
Geschichtliches zur CD: 
Die CD hat wie fast alle neueren Technologien ihren Ursprung in der elektronischen Datenverarbeitung. Schon Ende der sechziger Jahre entwickelte Philips Basis-Technologien, um mit Hilfe eines eng gebündelten Laserstrahls digital abgespeicherte Daten auszulesen.
Die Idee für die eigentliche CD-Technologie, wie wir sie heute kennen, entstand im November 1974 im Forschungslabor des niederländischen Elektronikkonzerns Philips. Ziel war es, Audio-Signale nicht mehr abzutasten, sondern digital und optisch lesbar auf einem neuen Medium zu speichern, um somit dauerhaft eine verlustfreie Wiedergabe zu gewähren.
Um sich gegenüber konkurrierenden Konzepten aus den USA und Japan behaupten zu können, hielt Philips Ausschau nach einem internationalen Partner. Mit Sony fand sich ein Unternehmen, das u.a. mit der "so genannten 16-Bit-Technologie" (Originalton: Philips-Pressetext) eine wertvolle Mitgift in das Compact Disc-Projekt einbrachte. 1979 vereinbarte Philips mit seinem japanischen Konkurrenten Sony, das Projekt gemeinsam umzusetzen und einen einheitlichen Weltstandard für die CD zu schaffen. Zur Jahreswende 1982/83 brachten beide Konzerne schließlich zeitgleich die ersten CD-Player in die Verkaufsregale.
Die zunächst von Philips angestrebte Spieldauer von 60 Minuten wurde auf Bitten von Norio Ohga, Vizepräsident von Sony und Liebhaber und Kenner klassischer Musik, auf 74 Minuten verlängert und der Durchmesser dementsprechend auf 12 Zentimeter vergrößert. Sein Wunsch, die neunte Sinfonie von Ludwig van Beethoven in voller Länge auf nur einen Tonträger zu pressen, konnte damit erfüllt werden. (Die erste industriell gefertigte CD war aber eine Aufnahme des international bekannten Pianisten Claudio Arrau.)
Philips und Sony fanden rasch prominente Fürsprecher für das neue System. Herbert von Karajan war derart begeistert von dem Qualitätssprung der CD gegenüber anderen Tonträgern, dass er sich entschloss, sich anlässlich der Salzburger Festspiele für das CD-System auszusprechen. Am 15.04.1981 demonstrierte von Karajan der internationalen Presse das CD-System.
Im August 1982 wurde die erste CD-Fabrik in Hannover eröffnet, im Herbst des selben Jahres erschienen die ersten CDs im Handel. Zwanzig Jahre später ist die Compact Disc das weltweit am weitesten verbreitete Speichermedium für Daten und Musik. Rund 30 Milliarden Euro werden weltweit jährlich für Tonträger ausgegeben, wobei die CD mit einem Absatzanteil von 72 Prozent die dominierende Rolle spielt.
Das sah zum Anfang ihrer "Karriere" überhaupt nicht so aus. Unter der Überschrift "gekühlte Geigen" berichtete ein führendes deutsches Wirtschaftsmagazin noch 1983 über das "Mäkeln" zahlreicher Kritiker darüber, dass von der propagierten "nie da gewesenen Transparenz und Reinheit des Klangbildes" herzlich wenig zu hören sei. Die Geigen in Vivaldis "Vier Jahreszeiten" klangen nach Ansicht der Schweizer Fachzeitschrift "Electronic Sound" "extrem spitz, grell und wie aus der Tiefkühltruhe". Den Testhörern von "Audio" verdarb ein "näselnd verfärbter Streicherklang" den Spaß an Schuberts neunter Sinfonie. Und die "Zeit" urteilte über Opernarien auf Compact Disc: "Seltsam verhärtet und steril, ohne jeden belcantistischen Charme".
Tatsächlich benutzten die Plattenfirmen zunächst die falsche Technik in den Studios, bzw. mussten neue Aufnahmesysteme entwickeln, um die CD zum Erfolg zu führen. Auch die Musikverleger der damaligen Zeit waren skeptisch. Nach einer Sitzung des deutschen Musikverleger-Verbandes im Jahr 1984 wurde bezweifelt, dass die CD die herkömmliche schwarze Scheibe nach zehn Jahren ablösen könnte. "Die Prognosen" - so die Musikverleger damals - "dass 1988 mindestens 50 Prozent des Tonträger-Umsatzes aus CD-Platten bestehen werde, dürfte wohl eher im Bereich des Wunschdenkens der Erfinder anzusiedeln sein". Immerhin kosteten CD-Spieler damals zwischen 1.000 und 2.000 DM. Und auch die CDs waren alles andere als billig.
Wie sehr sich die Skeptiker täuschten, geht aus ein paar Zahlen hervor: Wurden 1985 gerade 6,8 Millionen CDs abgesetzt (zu 74 Millionen Langspielplatten, 49 Millionen Singles und ebenso vielen Musik-Kassetten), so eroberte sich das neue Medium bereits 1990 mit 76 Millionen Exemplaren vor der Musik-Kassette (74,7), der Langspielplatte (43,9) und den Singles (27,2) den Spitzenplatz. Schon 1994 wurden 166 Millionen Compact Discs verkauft, das waren gut doppelt so viele wie alle anderen Tonträger zusammen.
Für das Jahr 2001 meldete der Verband der Phonografischen Wirtschaft den Absatz von insgesamt 244 Millionen Tonträgern, wovon allein 173 Millionen auf die CD entfielen. Auf dem zweiten Platz rangiert die Single mit rund 49 Millionen vor der Musik-Kassette mit 21 Millionen Exemplaren. Vom Gesamt-Tonträgermarkt in Höhe von 2,235 Milliarden Euro entfielen 85 Prozent auf CDs, 11 Prozent auf Singles, 3 Prozent auf MCs und nur noch ein Prozent auf Langspielplatten. Doch das ist nur eine Seite der Medaille. Im gleichen Zeitraum gewann das private Brennen von CDs an Bedeutung. Der Absatz von unbespielten CDs betrug 2001 bereits 305 Millionen Stück und der Umsatz 203 Millionen Euro.
Wohlgemerkt handelt es sich bei diesen Zahlen ausschließlich um den Unterhaltungselektronik-Markt, der 2001 mit dem Absatz von rund 600.000 stationären CD-Playern etwa 100.000 CD-Recordern, 1,75 Millionen portablen CD-Playern und 88.000 CD-Wechslern (für das Auto) immerhin einen Umsatz von rund 300 Millionen Euro generierte. Dabei wurden die in Autoradios bzw. HiFi-Anlagen integrierten CD-Spieler noch gar nicht berücksichtigt.
Keine Frage: Die CD ist nicht nur das Medium, das den Übergang von analog zu digital eingeläutet und damit die vielfältigen Nutzen der Digitaltechnik (Speichervolumen, Qualität, Handhabung und Lebensdauer - um nur einige zu nennen) demonstriert hat; sie ist auch heute noch ein außerordentlich wichtiges Medium der Unterhaltungselektronik. Ihr Erfolg hat die Weichen gestellt für nachfolgende Technologien. So für die Digital Versatile Disc. Die rasante Entwicklung der DVD-Spieler und inzwischen auch der DVD-Recorder hat den Umsatz für CD-Geräte in Deutschland sogar schon überflügelt. Im Jahr 2001 wurden DVD-Spieler und -Recorder für mehr als 400 Millionen Euro verkauft. Was 1982 revolutionär begann, setzt sich heute - via DVD - evolutionär und mit noch höherer Geschwindigkeit fort.
Die Einführung der CD gilt übrigens als eine der erfolgreichsten Produkteinführungen in der Unterhaltungselektronik überhaupt.
Begriffe rund um die CD:
CD-Extra
Unterstützt ein CD-Brenner CD-Extra, lassen sich damit Audio- und Computer-Daten auf einer CD speichern. Das geht zwar auch mit Mixed-Mode, hat aber den Vorteil, dass der Audio-Teil in der ersten Session untergebracht ist. Somit lässt sich die CD-Extra in jedem CD-Player problemlos abspielen.
CD-I
Abkürzung für "Compact Disc Interactive"
• CD-I wurde als ein unabhängig vom Computer arbeitendes System konzipiert, das für die Aufzeichnung und das Abspielen von Daten, Audio- und Videoinformationen benutzt und direkt an ein normales Fernsehgerät angeschlossen werden könnte. CD-I hat sich aber in der Form nicht durchgesetzt.
CD-Normen:
1985 wurde der Standard für CD-ROMs in dem so genannten Yellow-Book festgelegt. Dieser Standard garantiert zusammen mit allen anderen, dass CD-ROMs - und alle anderen Techniken aus dem aus dem Bereich "Optisches Speichern" - auf entsprechenden Laufwerken verwendet werden können:
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- Part I: CD-MO (Magneto-Optical)
- Part II: CD-WO (Write-Once)
- Part III: CD-RW (ReWriteable)
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- FORM-1: 2048 Daten-Bytes, mit Error-Correction für Daten
- FORM-2 : 2324 Daten-Bytes, ohne ECC für Audio/Video
- MODE-1: Standard Yellow-Book-Sektoren
- MODE-2: kann aus FORM-1 oder FORM-2 bestehen
- Red-Book: physikalisches Format für Audio-CDs
- Yellow-Book: physikalisches Format für Daten-CDs
- Green-Book: physikalisches Format für CD-i
- Orange-Book: physikalisches Format für beschreibbare CDs
- White-Book: Format für Video-CDs
- Blue-Book: CD-Extra, eine CD mit zwei Sessions (1. CD-DA / 2. Daten)
- CD-ROM/XA : eXtended Architecture, eine Brücke zw. Yellow-Book & CD-i
- ISO 9660: Standard für Datei-Anordnung, ehemals HighSierra
- RockRidge: Erlaubt lange Dateinamen und symbolische Links
- CD-RFS: Incremental Packet-Writing Filesystem von Sony
- CD-UDF: Industrie-Standard für Incremental Packet-Writing Filesystem
- CD-Text: Standard von Philips zum Codieren von Disk- & Track-Daten auf Audio-CDs.
CD-R:
Abkürzung für "Compact Disc Recordable"
• Eine CD-R, auch "Rohling" genannt, kann nur einmal beschrieben werden. Löschen oder Ändern des Inhaltes einer CD-R ist nach Abschluss der CD-R nicht mehr möglich. Moderne Brenner können 1999 CD-Rs mit achtfacher (8x) Geschwindigkeit beschreiben, aktueller Standard ist allerdings vierfaches (4x) Brennen. CD-R Brenner können keine CD-RW beschreiben.
CD-ROM:
Abkürzung für "Compact Disc Read Only Memory"
• ein Massenspeicher, der sich z.B. als Datenträger für Nachschlagewerke eignet. Eine CD-ROM kann normalerweise bis zu 682 MByte speichern, besteht aus Kunststoff und wird mit einem Laserstrahl beschrieben und gelesen.
CD-RW:
Abkürzung für "Compact Disc ReWritable"
• Eine CD-RW kann bis zu tausend mal neu beschrieben werden. Löschen und Ändern des Inhaltes ist ebenfalls möglich. Durch "Packet Writing" kann sich eine CD-RW sogar wie eine Festplatte verhalten. 1999 übliche CD-RW-Brenner können CD-R-Medien mit bis zu vierfacher und CD-RW-Medien mit zweifacher Geschwindigkeit beschreiben.
Übrigens: Nicht alle CD-ROM-Laufwerke können auch CD-RWs lesen.
Packet Writing:
Packet Writing ist ein Verfahren, welches bei CD-RW-Laufwerken zur Anwendung kommen kann. Durch Packet Writing lässt sich mit einer CD-RW wie mit einer Festplatte arbeiten - d.h.: per Drag&Drop können Dateien im Windows-Explorer auf das CD-RW-Laufwerk "gezogen" und damit kopiert werden, ohne dass die übliche Spezial-Software zum Beschreiben einer CD-R bzw. CD-RW verwendet werden müsste.
Dateien können auch wieder gelöscht werden, jedoch werden diese nicht sofort physikalisch auf der CD-RW gelöscht, sondern nur ausgeblendet. Der gelöschte Speicherplatz wird erst wieder zur Verfügung gestellt, wenn die CD-RW komplett gelöscht wird.
Tipps:
