CD DVD USB sokszorosítás

A CD története az 1960-as évek végéig nyúlik vissza. Ekkor készítette el a holland Philips cég az első optikai tárolóeszközét, a Lézer Videó Lemezt (LVD – Laser Video Disc). Az LVD lemezek még mintegy 30 centiméter átmérőjű korongok voltak, amelyeken analóg tárolási módszerrel egyaránt lehetett kiváló minőségű filmet és hangot tárolni. Nem tudni pontosan, miért, de a Philips nem dobta piacra termékét egészen 1973-ig, és az ezt követő években sem hódított igazán teret. Az is lehet, hogy picit megelőzte a korát.

A 70-es évektől kezdődően aranykorát élte a közismert audió kazetta. Ugyanakkor számos kellemetlen probléma volt a használatával: csak szekvenciálisan lehetett a zeneszámokat meghallgatni, a szalag idővel elég gyorsan kopott, és gyakorlatilag bármilyen kis sérülés, gyűrődés azonnal minőségromláshoz vezetett. Ezt kiküszöbölendő 1983-ban a Philips és a japán Sony cég sikeres együttműködésének eredményeként született meg az audió CD (CD-DA, Compact Disc – Digital Audio). A Philips cég nyújtotta az LVD lemezek számára már kifejlesztett optikai adattárolási és lemezgyártási technológiát, a Sony pedig a digitális hibatűrő adatkódolási rendszert. Az audió CD megjelenésekor még pár évig problémát jelentett a jó minőségű audió felvételek készítése és mixelése digitalizált formában. Kezdetben a legtöbb CD tartalmát régi analóg vinillemezekről mixelték át, sokszor megfelelő eszközök és szakmai képzettség nélkül. Mindezek ellenére az audió CD kinőtte „gyerekkori” betegségeit, egyre népszerűbbé vált, s így a 90-es évek elejére már gyors hanyatlásban volt az audió kazetták piaca.

A CD 12 cm átmérőjű, 1,2 mm vastag polikarbonát korong. Hogy miért pont ekkora? A történet szerint a Philips cég fejlesztőcsapatának főmérnöke azt szerette volna, hogy a korong pontosan elférjen az ingzsebében, amely 11 cm széles volt. Így a lemezt eredetileg 11 cm-es átmérőjűre tervezték, így készültek el az első prototípusok. Amikor a Sony is bekapcsolódott a fejlesztésbe, komoly problémák adódtak: a Sony cég vezetőjének hitvese nagyon szerette Beethoven szimfóniáit, és azt kérte, hogy egy korongra férjen rá Beethoven Kilencedik szimfóniája, Wilhelm Furtwänglers karmester interpretációjában. Mivel ez 74 percig tartott, a kérésnek csak az átmérő megnövelésével lehetett eleget tenni. Így készült el a ma közismert audió CD klasszikus 74 perces változata. Hogy ezek után a Philips főmérnöke inget cserélt-e, arról nem szól a krónika…

1990-ben jelentek meg a CD-R (CD-Recordable) lemezek, azaz az egyszer írható CD-k. Ha addig a CD lemezeket kizárólagosan ipari körülmények között, öntéssel hozták létre előre gyártott matricák alapján, a CD-R lehetővé tette, hogy egy számítógép segítségével egyszerűen és gyorsan lehessen üres CD-R lemezekből audió vagy adat CD-ket készíteni. Szintén 1990-ben készítették el az első magnet-optikai lemezeket (CD-MO, CD Magneto-Optical), amelyek tetszés szerint írhatók, olvashatók és törölhetők voltak. Az MO lemezek mind a mai napig nagy népszerűségnek örvendenek, elsősorban fontos, érzékeny adatok, mint például az orvosi adatok tárolására használják. Pár évvel később piacra dobták az újraírható optikai CD-ket (CD-RW, CD ReWriteable) is. A CD-R és CD-RW író egységek különböző erősségű lézernyalábot felhasználva képesek írás közben rövid időre olvadási pont fölé melegíteni az adattároló réteget, és ezáltal megváltoztatni az optikai tulajdonságát. A kilencvenes évek elején tört be a piacra az azóta is egyre nagyobb népszerűségnek örvendő ún. MP3-as (MPEG 1/2 Layer 3) audió tömörítő-rendszer. Ha belegondolunk, hogy egyetlen CD-ROM lemezre gyakorlatilag CD-DA minőségben rá lehet tömöríteni közel 200 zeneszámot, akkor azonnal egyértelművé válik az MP3-as technológia sikere. A Sony 1992-ben vezette be a mini lemezt (MD – Mini Disc).

A technológia

Szerkezetileg a lemez nagy részét a polikarbonát réteg alkotja, amelynek többszörös a szerepe: egyrészt védi az adattároló réteget a mechanikai sérülésektől, másrészt pedig biztosítja, hogy a lézer akadálytalanul eljusson az adathordozó felülethez. Az adattároló felület a polikarbonát réteg felső részén helyezkedik el, és rendszerint szerves vegyületekből áll. Ezt követi egy tükröző felület, amely eredetileg nagyon vékony aranyréteg volt, de ezt később ezüst, majd alumínium és további fémek és fémkeverékek váltották fel. Az utolsó réteg egy védőréteg, amelyet sok esetben egyszerűen egy festékréteg alkot. Az olvasás során az olvasóegység egy prizmán és egy lencsén keresztül a korongra vetít egy lézerdióda által kibocsátott fényt. Az adattároló réteg nagy sűrűséggel ún. bemélyedéseket (pits) és kiemelkedéseket (lands) tartalmaz. Ezek határozzák meg, hogy a lézersugár sikeresen elér-e a tükröző réteghez és ezáltal azt, hogy visszaverődik-e vagy szétszóródik. A visszaverődő fényt a prizma választja szét az eredeti lézernyalábtól, majd egy fotódetektor alakítja át elektromos jelekké.

Az audió CD az adattárolás során három részt különböztet meg: (i) a bevezető és tartalmi részt (lead-in), amely a korong belső 4 mm-ét foglalja el, (ii) az adattároló részt, amely az előzőt követi, és 33 mm széles, valamint (iii) a záró részt (lead-off), amely a korong külső, 1 mm-es sávját foglalja el, és az adatokat határolja el. A CD-k esetében az adatok spirál formájában vannak tárolva (akárcsak a vinillemezek esetén), és az audió CD-k esetében az olvasási sebesség állandó, viszont változik a korong forgási sebessége. Azt, hogy milyen precizitást igényel a CD gyártása és olvasása, jól szemlélteti a spirálok száma, amely akár a 16 000 tpi-t (tacks per inch, 1 inch = 2,54 cm) is meghaladhatja. Ha egy audió CD spirálját kiegyenesítenénk, mintegy 7 km hosszú volna. A CD kiváló hangminőségét a magas, 44,1 KHz-es digitalizálás biztosítja. Ezen az értéken egy lemez audió-csatornánként minden egyes másodpercben 44 100 darab 16 bites értéket tárol. Egy sztereó csatornapár esetén a digitális értékek 75 darab, egyenként 2352 bájtos szektorba szerveződnek, így egy audió CD kapacitása 74 perc x 60 másodperc x 75 szektor x 2352 bájt, azaz megközelítőleg 750 megabyte.