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CD-ROM

Beschreiben und lesen einer CD-ROM bzw. CD-ReWritable.


Autor: Francisco Hidalgo (Chester1)
Datum: 07-12-2003, 18:14:01
Referenzen: keine
Schwierigkeit: Fortgeschrittene
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Einleitung

Um den Schreib- und Lesevorgang bei einem Datenträger im Compact-Disc-Format zu verstehen, betrachten wir zunächst den Querschnitt durch eine beschreibbare CD (Bild1). Das Medium besteht aus einer wenige Mikrometer dünnen Goldschicht, an die das sogenannte "Dye" angrenzt. Diese Schicht ist lichtempfindlich und fungiert später als eigentlicher Informationträger. Beide Schichten sind von einem Schutzlack an der Oberseite und einer durchsichtigen Polykarbonatschicht (Kunststoff) an der Unterseite der CD eingeschlossen. Die untere Kunststoffschicht weist eine mikroskopisch kleine, spiralförmige Rille auf.




Bild 1: CD-R nach dem Brennen

Der Brennvorgang

Im Inneren eines CD-RW-Laufwerkes, gern auch "Brenner" genannt, befindet sich ein Laser. Beim Beschreiben der CD-R verdampft der Laser durch einen kurzen, kräftigen Lichtimpuls einen kleinen Teil der lichtempfindlichen Schicht. In der Schicht entstehen hierdurch kleine Krater, die sogenannte "Pits". Den Bereich zwischen zwei "Pits" nennt man "Land" (Bild 1).

Der Laserstrahl bewegt sich während des Brennens, ähnlich wie die Nadel eines Plattenspielers, von innen nach außen an der spiralförmigen Rille auf dem Kunststoff entlang. Im Unterschied zu einem Plattenspieler berührt der Laser das Medium dabei nicht. Nach Abschluss des Brennvorganges liegen die Informationen binär kodiert als Abfolge von "Pits" und "Lands" auf der CD vor.

Im Unterschied zu einer CD-Rewritable (CD-RW), lässt sich das Positionieren der Pits auf einer CD-R nicht rückgängig machen. Die einmal aufgebrachten Informationen sind also nicht löschbar.

Der Lesevorgang

CD-Laufwerke lesen Daten mit Hilfe eines sehr feinen, stark fokussierten Laserstrahls. Dieser läuft wie der Strahl beim Brennen von innen nach außen entlang der Rille auf der Unterseite der CD.

An Stellen mit den "Lands" wird der Strahl stark reflektiert, in den Bereichen mit "Pits" jedoch nicht. Diese Helligkeitsschwankungen des reflektierten Laserstrahls werden von einem optischen Sensor (Fotoelement) aufgenommen.

Der optische Sensor, der Laser und die Optik (Linsen 1, 2 und Prisma) bilden zusammen das "Pickup". Dies stellt die eigentliche Lesevorrichtung des Laufwerks dar (Bild 2).

Durch Rotation des Mediums über dem Pickup und dessen Bewegung in Leserichtung von innen nach außen entlang der spiralförmigen Rille entsteht ein serieller Datenstrom. Diesen verarbeitet ein Prozessor in der Laufwerkselektronik weiter.



Bild 2: Lesevorrichtung eines CD-Laufwerkes


Nach dem Löschen ist vor dem Brennen

Zum Löschen der CD-RW erhitzt der Laserstrahl des Recorders erneut die lichtempfindliche Schicht. Die Energie des Lichtimpulses ist aber deutlich geringer als beim Beschreiben. Hierdurch gehen die amorphen, "trüben" Bereiche an den Stellen mit den Pits wieder in den kristallinen, reflektierenden Zustand über. Das Medium sieht nun wieder wie vor dem Brennen aus und lässt sich nach dem geschilderten Prinzip erneut beschreiben.




Bild 3: CD-RW nach dem Löschen


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