I CD-R E GLI STANDARD DI REGISTRAZIONE

I CD-R sono dischi WORM (Write Once Read Many) che possono essere scritti una sola volta e letti più volte. Rispetto ai CD stampati, di colore argentato, sono meno resistenti agli sbalzi di temperatura, alla luce diretta del sole e alle sollecitazioni meccaniche. Hanno pure una durata inferiore anche se la loro vita, dopo essere stati incisi, è stimata in diverse decine di anni.

Il loro funzionamento, in lettura, è uguale a quello dei CD argentati anche se non tutti i lettori CD, in particolare i modelli più datati, sono in grado di leggere tutti i tipi di CD-R.

Un CD-R è, in genere, formato dalle seguenti parti:

  • un’etichetta opzionale
  • una superficie stampabile, uno strato protettivo o entrambe
  • una lacca protettiva trattata con raggi ultravioletti
  • un polimero colorante organico sul quale vengono incisi i dati
  • un substrato di policarbonato (la plastica trasparente).

Masterizzazione e duplicazione CD

I dati vengono incisi sul polimero organico tramite un laser in modo da produrre la giusta sequenza di pit e land necessaria a rappresentare le informazioni. Esse sono disposte lungo una spirale che compie circa 22188 rotazioni con una densità di circa 600 giri per millimetro.

I primi CD-R (i CD verdi) sono stati prodotti dalla Taiyto Yuden utilizzando dapprima una pellicola organica di colore verde (cyanine) e successivamente di una pellicola dorata (phthalocyanine). I CD-R verdi sono stati utilizzati per lo sviluppo degli standard di masterizzazione. Successivamente la Mitsui Toatsu Chemicals ha creato il processo per la costruzione dei CD Gold mentre Verbatim ha brevettato i CD silver/blue.

Attualmente in commercio si trovano CD-R gold/gold, green/gold e silver/blue. I dischi gold e green utilizzano, come materiale riflettente, una sottilissima (circa 50 – 100 nm) pellicola di oro a 24 carati ma lo strato di polimero organico fa apparire la superficie del disco di colore verde. I CD silver/blue, di produzione abbastanza recente, sembrano avere un tasso di errore ridotto e una resistenza all’usura superiore ai dischi green e gold. Inoltre sono dotati di uno strato protettivo che ne aumenta l’affidabilità.

Il motivo per cui esistono diversi tipi di CD-R con tecnologie costruttive diverse, è da imputare al fatto che, quando una casa produttrice vuole entrare nel mercato, deve inventare un nuovo materiale compatibile con gli standard e non può utilizzare, a meno di non pagare costosi diritti al legittimo proprietario, la tecnologia esistente in quanto coperta da brevetto.

La durata dichiarata di un CD-R, una volta che è stato inciso, è di circa 75 anni per i CD green e 100 anni per i CD gold e silver. L’esposizione del disco a temperature estreme, alla luce diretta del sole, ad un alto tasso di umidità o il sottoporlo a urti e polvere che possono danneggiare la superficie, riduce di molto la durata. Si tenga presente che graffiare la plastica che copre la superficie riflettente di un CD può non causare danni ai dati in esso contenuti. Le informazioni, infatti, sono incise in prossimità dell’etichetta del CD in quanto il polimero organico si trova in tale posizione. A causa di tale caratteristica costruttiva, non bisogna mai incidere l’etichetta del CD e, se è necessario scrivervi sopra, bisogna utilizzare dei pennarelli indelebili con punta morbida. I pennarelli da utilizzare e le etichette da appiccicare devono essere certificate per l’utilizzo con i CD-R in quanto i solventi e le colle utilizzati potrebbero danneggiare lo strato protettivo del CD e renderlo illeggibile. L’etichetta deve essere inoltre applicata in modo perfettamente simmetrico al centro del CD e deve essere di forma circolare. La non corretta applicazione dell’etichetta può sbilanciare il CD e rendere difficoltosa, se non impossibile, la sua lettura.

Quali CD-R bisogna utilizzare? Non esiste il CD-R perfetto. Dipende dal masterizzatore utilizzato, dal lettore CD/ROM o CD/AUDIO che dovrà utilizzare i dischi prodotti e dall’utilizzo che si vuole fare. L’unico modo per scoprire quali CD-R utilizzare è quello di andare per tentativi. Da prove empiriche eseguite da molti utenti emerge, in ogni caso, che i CD-R migliori sono i TDK (di qualunque tipo).

Ultimamente, con la nascita dei CD Recorder audio, sono stati introdotti sul mercato i CD-R Audio. Questi dischi sono perfettamente identici ai CD-R per dati. L’unica differenza è che al loro interno è stato introdotto un codice identificativo che indica che si tratta di un CD-R Audio e introduce una minima, anche se efficace, protezione dalla copia. I CD Recorder Audio domestici, controllano la presenza di tale codice e se non lo trovano non consentono l’incisione del disco. I CD Recorder Audio domestici, pertanto, funzionano solamente con CD-R Audio. I CD Recorder Audio Professionali (del costo di svariati milioni) e i masterizzatori per computer funzionano indifferentemente con CD-R Audio e CD-R Dati. Il costo di un CD-R Audio è circa il doppio di quello di un CD-R Dati in quanto le case produttrici pagano una tassa alle case discografiche come risarcimento al fatto che gli utenti utilizzeranno i CD-R Audio per copiare dischi e materiale musicale coperto da diritti d’autore.

I file system ISO 9660, HFS e Joilet

Affinchè un compact disk possa essere utilizzato come supporto per la memorizzazione dei dati, è necessario creare un file system che consenta l’accesso ai file in esso contenuti e la loro organizzazione in directory e sottodirectory. Quando venne introdotta la tecnologia dei CD-ROM, non esisteva nessun file system per cui i produttori dei sistemi operativi crearono delle versioni proprietarie o estendevano la FAT del DOS o l’HFS del Macintosh. Utilizzando un tale file system, il disco poteva essere letto soltanto dal sistema operativo per cui era stato sviluppato. Si sentì presto la necessità di creare uno standard in grado di consentire l’accesso a un CD ROM da tutti i principali sistemi operativi. I rappresentanti dell’industria informatica ed elettronica si riunirono in un consorzio che prese il nome di High Sierra Group (HSG) e nel 1996 consegnarono all’Organizzazione Internazionale di normalizzazione degli Standard (ISO) le proposte per il nuovo file system. Nacque così lo standard internazionale ISO9660. L’estensione MS-DOS (utilizzata in modo nascosto anche in Windows 95 e 98) che consente la lettura di CD in formato ISO9660 prende il nome di Microsoft CD Extensions e viene resa disponibile dal programma MSCDEX.EXE. Per l’utilizzo dei PC multimediali è necessario disporre almeno della versione 2.2 di MSCDEX. Anche i computer Macintosh e i sistemi Unix necessitano di un particolare driver, fornito con il sistema operativo, per poter accedere ai dischi ISO9660. Il vantaggio principale di tale standard è di consentire l’accesso ai dati contenuti su un CD attraverso l’utilizzo di computer con sistemi operativi diversi.

Il file system ISO9660 si è ispirato all’MS-DOS. E’ di tipo gerarchico con la gestione di directory e sottodirectory nidificate fino ad un massimo di 8 livelli. I nomi dei file e delle directory non può superare gli 8 caratteri di lunghezza più tre caratteri per l’estensione. I caratteri utilizzabili sono le lettere maiuscole dalla “A” alla “Z” i numeri da “0” a “9” e il carattere di underscore “_”.

Queste limitazioni sono descritte nell’Interchange Level 1 dello standard e sono utilizzate dalla maggior parte dei dischi ISO9660. Esistono pure dischi con Interchange Level 2 e 3 che vengono utilizzati solo in casi particolari.

Nel mondo Apple Macintosh viene utilizzato il file system HFS che non ha le limitazioni dell’ISO9660. Per poter rendere disponibili i CD sia ai computer PC IBM sia ai Macintosh, si sono creati i CD Ibridi che sono formati da una partizione ISO9660 visibile da entrambe i sistemi operativi che contiene i dati e le applicazioni PC (non visibili dal mondo Apple) e da una partizione HFS che contiene l’applicazione Macintosh. I dati sono condivisi nella partizione ISO9660.

Con la nascita dei sistemi operativi Windows95/98 ed NT che dispongono di un file system in grado di memorizzare file e directory con nomi lunghi, la Microsoft ha esteso l’ISO9660 creando il file system Joilet che consente di utilizzare nomi dei file lunghi fino a 64 caratteri prelevati dal set UNICODE (quindi supporta lingue diverse) e un numero di livelli delle directory pressochè illimitato. La lunghezza massima del nome del file, comprensivo del percorso delle directory è di 120 caratteri. All’interno del file system Joilet viene creata una replica in formato ISO9660 in modo da consentire la lettura del CD pure da sistemi operativi diversi da windows 9x e NT.

Il packet writing e l’UDF

La scrittura a pacchetti consente di suddividere il contenuto di una traccia e di inviarlo al masterizzatore in modo da sincronizzare le pause tra l’invio di un pacchetto e l’altro con le pause di ricalibrazione del laser.
Il problema principale della scrittura a pacchetti è dovuto all’incapacità dei lettori CD più datati di interpretare correttamente le pause fra i pacchetti. Esistono due metodologie: pacchetti a dimensione fissa e pacchetti a dimensione variabile.
Con il sistema a dimensione fissa, il masterizzatore incide i dati quando il pacchetto è stato completato.
Tutti i pacchetti appartenenti ad una stessa traccia devono essere della stessa dimensione. Essendo i pacchetti tutti della stessa dimensione, il lettore CD può calcolare in anticipo la posizione delle pause fra i pacchetti. Purtroppo, la maggior parte dei lettori, essendo il packet writing una tecnologia recente, non sono predisposti a questo scopo. Con la scrittura di pacchetti a dimensione variabile, il lettore CD non può calcolare a priori la posizione delle pause. Una soluzione possibile è quella di creare un pacchetto (a dimensione variabile) per ogni file che vogliamo memorizzare ma se le dimensioni del file sono superiori alla capacità del buffer di scrittura del masterizzatore si rischia di provocare un errore di svuotamento del buffer. Un’altra possibilità è quella di scrivere un file in passate successive ma la maggior parte dei file system, basati sull’ISO9669 Level 1, non lo permette. Le estensioni che consentono il packet writing (come Direct CD della Adaptec e Packet CD della CeQuadrat) aggiungono al sistema operativo un’estensione ISO9660 Level 3.

La scrittura a pacchetti è più lenta della scrittura tradizionale e, fino a quando il disco non è completo e non viene finalizzato, è possibile leggerlo solo sul masterizzatore. Alcuni sistemi, come il Packet CD consentono di comprimere i dati consentendo di memorizzare fino 1.2 Gbyte su un singolo CD. Purtroppo i CD così creati non possono essere letti dalla maggior parte dei lettori CD in quanto il file system generato e in formato ISO9660 Level 3.

UDF (Universal Disk Format) è un nuovo file system che viene utilizzato sui DVD (Digital Versatile Disk) e per il supporto della scrittura a pacchetti sui CD/CD-R. Esistono tre versioni delle specifiche:

  • La 1.02 specifica per i drive a sola lettura come i DVD-Rom
  • La 1.5 alla quale è stata aggiunta la correzione degli errori in modo da consentire la scrittura su CD-R e CD-RW
  • La 2.0 che è stata approvata dagli standard.

Quando conviene utilizzare la scrittura a pacchetti? Certamente non è utile per duplicare un CD e non consente l’incisione di CD Audio. Il suo utilizzo, come i floppy disk, è utile in quei casi in cui ogni giorno è necessario archiviare piccole quantità di informazioni e non si ha spazio a sufficienza sull’hard disk per contenerle. Il fatto che grazie alla scrittura a pacchetti si riduce quasi completamente il rischio di bruciare il CD e che è possibile cancellare (in modo virtuale) un file e sostituirlo con una versione più aggiornata, consente di sostituire, con profitto e con costi contenuti, i vecchi floppy disk.


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