Die CD-Rom

Die CD-Rom

Ich werde euch heute einen kleinen Einblick in die Welt der CD-Rom geben. Wie sie sich im Laufe der Jahre zu einem nicht mehr wegzudenkenden Gebrauchsgegenstand entwickelt hat. Bevor ich mit meinem Referat beginne, noch einige Begriffe die ich mehrmals verwenden werde.

Wohl kaum eine Hardware-Komponente hat in den vergangenen Jahren einen solchen Aufwärts- trend erlebt wie die Compact-Disc. Die kleine Silberscheibe, die in der Audiowelt schon längst zum Standard geworden ist, setzt sich dank ihrer immensen Speicherkapazität von über 650 Megabyte und aufgrund ihrer Pflegeleichtigkeit immer mehr durch. Doch das ist nicht immer so gewesen. Vor etwa 13 Jahren, wo es noch keine CD's für den Computer gegeben hat, hat eine normale Audio-CD fast noch genau so viel wie ihre silbrig glänzende Oberfläche gekostet. Die gute alte Schallplatte hat sich damals konkurrenzloser Beliebtheit erfreut. Doch es hat nicht lange gedauert und die Schallplatte ist in den meisten Fällen von den digitalen Audio CD's abgelöst worden. Auch heute findet man in Geschäften selten noch Schallplatten. CD's sind einfach zum Standard unserer Gesellschaft geworden. Man kann sie X-beliebig oft anhören, ohne einen Qualitätsverlust zu bemerken. Man kann auch direkt auf die einzelnen Titel zugreifen. All das macht die CD zu einem der beliebtesten und populärsten Gebrauchsgegenstände der Welt. Doch ist das schon alles? Nein, ganz im Gegenteil, die Forschungen haben erst angefangen. Computerfirmen auf der ganzen Welt haben überlegt, ob man nicht solch ein Medium wie die CD auch für den Computer entwickeln kann. In einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen japanischen und amerikanischen Computerfirmen ist im Jahre 1990 die CD-Rom entstanden. Eine nicht beschreibbare CD, die der Computer mittels eines CD-Rom Laufwerkes lesen kann. Das multimediale Zeitalter hat nun begonnen. Auf einer CD sind jetzt also nicht nur Daten und Dokumente gespeichert, sondern auch Spiele, Bilder, Videosequenzen, u. s. w. Und das auf einer einzigen CD. Sie hat eine Speicherkapazität von 650 MB, das ist das 451-fache einer normalen Diskette. Heute gibt es sogar schon CD's mit einer Speicherkapazität von 800 MB. Für das Lesen einer CD braucht man also ein CD-Rom Laufwerk. Anfangs sind die Laufwerke noch nicht leistungsfähig und rentabel gewesen, doch das hat sich drastisch geändert. Während es vor 8 Jahren fast nur Single und Double Speed Laufwerke gegeben hat, gibt es heute schon 50-60 -fache CD-Laufwerke Auch im Preis hat sich im Laufe der Zeit so einiges verändert.

1992 hat ein Double-Speed CD-Rom Laufwerk mit Software und Handbüchern zwischen 4000 und 5000 Schilling gekostet. Im Vergleich zu heute bekommt man für den gleichen Preis 50-fache Laufwerke. Die Laufwerke und auch die CD's erfreuen sich großer Beliebtheit. Der Absatzmarkt steigt gewaltig und es werden sowohl CD's als auch Laufwerke in Massen produziert und verkauft. Der letztlich bislang entscheidenste Nachteil der CD-Rom kann nicht verborgen bleiben: er ist schon im Namen sichtbar Read Only Memory. Daten einer CD-Rom können in einem handelsüblichen CD-Rom Laufwerk gelesen, jedoch nicht beschrieben werden. Also bleibt eigentlich nur die Anschaffung bereits beschriebener CD's. Man kann also seine individuellen Daten, Dokumente und Spiele wieder nur auf Diskette oder Festplatte, nicht aber auf die CD speichern. Der einzige Ausweg aus diesem Dilemma ist die Anschaffung eines CD-Brenners. Mit einem solchen Brenner kann man seine CD's beschreiben. Doch ist so ein Gerät überhaupt rentabel? Grundsätzlich, ja. Heutzutage, wo Spiele, Anwendungsprogramme oder einfach Daten ca. 200-500 MB haben, lohnt es sich nicht mehr diese ungeheure Menge an Daten auf vielen einzelnen Disketten zu speichern, sondern viel einfacher auf einer CD zu archivieren. Somit drängt sich auch die nächste Frage auf. Kann man sich als Normalsterblicher so ein Gerät leisten? Vor 9-10 Jahren haben diese Geräte nur Firmen gehabt, die selbst CD's hergestellt haben. Im Handel sind sie nicht einmal angeboten worden, da sie ohnehin viel zu teuer gewesen wären und mit Sicherheit keinen Käufer gefunden hätten. 10 Jahre später, im Jahre 2001, beträgt der Durchschnittspreis für einen CD-Brenner ungefähr 3000 Schilling. Billige Geräte sind schon ab knapp unter 2000 Schilling zu haben, also ein halbwegs erschwinglicher Preis. Doch auch hier, wie in allen anderen Spaten des CD-Rom Bereiches wird sich in den kommenden Jahren sowohl im Preis als auch in der Leistung noch einiges tun.

Nun möchte ich euch den komplizierten Herstellungsprozess einer Compact-Disc erklären. Begonnen wird mit einer 5,9 mm dicken Glasscheibe mit 24 cm Durchmesser, die absolut sauber sein muss. Diese Scheibe wird im sogenannten Spin-Coasting-Verfahren mit einer lichtempfindlichen Photoschicht überzogen. Diese Schicht wird mit einem Laser auf kleinste Unregelmäßigkeiten oder Löcher überprüft und in einem Ofen getrocknet. Anschließend schneidet ein mit digitalen Informationen versehener Laserstrahl die Informationen in die Photoschicht, so dass nach dem Entwicklungsprozess nur die unbelichteten Stellen stehen bleiben. Diese Scheibe wird in der Fachsprache als Master bezeichnet. Von diesem Master wird dann eine Kopie erzeugt, die sogenannte Mutter. Die Speicherung der Informationen auf die CD erfolgt in digitaler Form. Die bei der Digitalumformung gewonnenen Impulse werden in Form einer spiralförmig von innen nach außen laufenden Spur von mikroskopisch kleinen Vertiefungen in die Platte gepresst. Nach diesem Vorgang wird auf diese Informationsfläche im Vakuum ein metallischer Niederschlag aufgedampft. Die Metallschicht wird auf der Oberseite mit einem Schutzlack gegen mechanische Beschädigungen versehen. Die Informationsspur liest der Laserstrahl von unten durch das etwa 1 mm starke transparente Material der CD. An Stellen, an denen keine Vertiefung eingeprägt ist, wird der Laserstrahl voll reflektiert, an den mikroskopisch kleinen Vertiefungen wird er gestreut, so dass die Reflexion nahezu verschwindet. Ein Leseobjektiv fokussiert den Laserstrahl exakt auf die Informationsebene. Die Schärfentiefe beträgt etwa m. An der Oberfläche der transparenten Platte beträgt der Durchmesser des Lasers bereits 1 mm, woraus zu erkennen ist, dass Staubpartikel, Fingerabdrücke oder kleinere Kratzer auf der Oberfläche vom Laserstrahl überhaupt nicht gesehen werden.

CD-Brennen ist eigentlich für uns Konsumenten eine sehr praktische Methode um zum Beispiel zu einem neuen Computerspiel zu kommen. Wegen der großen Verbreitung von CD-Brennern, versehen jedoch viele Softwarehersteller ihre CD's mit wirkungsvollen Kopierschutzverfahren. Eine der härtesten Varianten unter den Kopierschutzverfahren stellt die schon bei Disketten verwendete Methode des << Laserlochs >> dar. In der Fachsprache wird dieser Kopierschutz als Laserlok bezeichnet. Solche CD's lassen sich mit herkömmlichen Laufwerken einfach nicht kopieren. Bei einem im professionellen Bereich eingesetzten Verfahren werden fehlerhafte Sektoren auf den Rohling geschrieben und bei der CD-Herstellung einfach mitgepresst. Mit herkömmlichen Mitteln kann eine solche CD nicht mehr kopiert werden. Eine recht einfache, aber eher selten angewendete Methode stellt die Manipulation der TOC dar. Die meisten Brennprogramme lesen vor dem eigentlichen Kopiervorgang die TOC, die auch die Größe des Datenbereichs enthält. Ist hier ein größerer Wert als 650 Megabyte eingetragen, beenden zahlreiche Brennprogramme ihren Dienst. Die meisten Programme können diesen Kopierschutz aber einfach umgehen. Viele Audio-CD's werden daher nicht mehr auf 74-Minuten-CD's gepresst, sondern auf CD's mit 80 Minuten. Dadurch kommt es beim Kopieren zu eigenartigen Fehlermeldungen. Umgangen werden kann dieser Kopierschutz nur durch Verwendung von geeigneten Rohlingen und geeigneter Brennersoftware. Eine andere, momentan am meisten verwendete Art des Kopierschutzes ist << Safedisc >>. Der Schutzmechanismus ist auf vielen kleinen Fehlern aufgebaut, die sich absichtlich auf der CD-Rom befinden. Die Anordnung spielt dabei eine sehr große Rolle, da sich daraus ein Code ergibt, der für das Startverhalten eines Computerspiels wichtig ist. Verglichen werden kann diese Art des Kopierschutzes mit einem Safe, der nur mit der richtigen Kombination geöffnet werden kann. Erst, wenn alle Fehler richtig gelesen sind, wird die Startdatei freigeschaltet, und das Spiel lässt sich problemlos spielen.

Natürlich wird permanent an neuen und besseren Materialien gearbeitet. In Aussicht wäre eine neue CD. Hierbei handelt es sich um eine CD-Rom herkömmlichen Formats, die allerdings 18 Gigabyte an Daten aufnehmen kann. Das ist ungefähr das 27-fache einer normalen CD-Rom. Beinahe hätte es um die Zukunft der Compact Disc genau die gleiche Technikschlacht gegeben wie etwa bei dem älteren Format VHS. Aber nach langem Hin und Her haben sich die zwei konkurrierenden Herstellergruppen doch auf einen gemeinsamen Standard einigen können. Der heißt nun Digital Versatile Disc, kurz DVD. Diese Scheibe, die seit 1995 am Markt ist, kann alles auf einmal fassen: Musik- und Computerdaten, digitalisierte Filme und interaktive Spiele. Und sogar noch mehr: Passen auf eine herkömmliche CD etwa 650 MB, fasst die einfachste DVD schon siebenmal soviel, nämlich 4,5 Gigabyte. Das reicht für 133 Minuten Spielfilm. Neben dieser Variante, bei der die Daten in einer Schicht liegen, gibt es noch eine andere Version. Bei der Produktion werden dabei zwei Datenschichten übereinander "geklebt". Der Laserstrahl im Laufwerk arbeitet so exakt, dass er gezielt, entweder die Informationen auf der oberen oder unteren Schicht abtastet. Dieser Trick führt zur deutlich höheren Speicherkapazität von 9 Gigabyte. Und noch mehr ist möglich. Anders als bei der bekannten CD, bei der nur eine Seite Daten enthält, kann eine DVD doppelseitig bespielt sein. Die DVD muss dann wie die gute alte Schallplatte gedreht werden. Jede Seite jeweils wieder mit Doppelschicht, macht 18 Gigabyte. So könnte etwa auf eine Scheibe ein kompletter Hollywood-Streifen in Breitwand-Hochqualität inklusive Dolby-Surround Sound und Tonspur in Englisch, Deutsch, Französisch und Spanisch passen.

Nun bin ich mit meinem Referat fast am Ende. Was sich am CD-Sektor in den kommenden Jahren noch tun wird, kann man keinesfalls voraussagen, doch das Zeitalter CD-Rom ist nicht mehr aufzuhalten und boomt regelrecht.

Worterklärungen:

CD-Rom: Compact Disc Read Only Memory = Massenmedium für den Computer. Die CD-Rom ist eine nicht beschreibbare Speicher- platte.

Megabyte: Fachausdruck beim Computer für das Speichern von Daten.

Single Speed Laufwerk: 1-faches Laufwerk, d. h. die CD-Rom kann nur mit 1-facher Geschwindigkeit gelesen werden.

Rohling:                                Medium zum Speichern von Spielen oder Daten mittels eines CD-Brenners.

TOC:   Table Of Contents = "Inhaltsverzeichnis einer CD".

Spin-Coasting-Verfahren: Verfahren, bei dem eine dünne Photoschicht auf die Glasscheibe (CD-Rom) aufgebracht wird. Diese Schicht dient zum Schutz vor Kratzern.

m: 1 Millionstel Meter = 1 Tausendstel Millimeter. Zum Vergleich: Ein Haar hat einen Durchmesser von 40 m.

Gigabyte: Fachausdruck beim Computer für das Speichern von Daten. 1 Gigabyte = 1024 Megabyte.

VHS:    Abkürzung für Video Home System. VHS ist das am meisten verbreitete Videosystem für den Amateurbereich.

DVD: Digital Versatile (= vielseitig) Disc  = Massenmedium der Zukunft. Die DVD's werden bald die CD-Rom's ersetzten.

Dolby-Surround:                  Verfahren zur Wiedergabe eines dreidimensionalen Klangs. In Kinos wird Dolby-Surround häufig verwendet.