CD-R

CD-R (Compact Disc Recordable) — это оптический носитель информации, предназначенный для однократной записи данных пользователем. Относится к классу дисков с возможностью однократной записи (Write Once Read Many, WORM). В отличие от штампованных компакт-дисков (CD-ROM), CD-R позволяет записать информацию на чистую заготовку с помощью специального привода (рекордера). После записи данные могут быть многократно считаны любым стандартным CD-приводом, но не могут быть стёрты или перезаписаны.

История

Разработка технологии однократной записи на компакт-диски началась в конце 1980-х годов. Первые прототипы были созданы компаниями Sony и Philips, которые в 1988 году опубликовали стандарт «Оранжевой книги» (Orange Book). Этот стандарт описывал физические и логические характеристики записываемых компакт-дисков, включая CD-R (часть II) и CD-RW (часть III).

Первые коммерческие CD-R диски и приводы появились на рынке в начале 1990-х годов. Изначально они были дорогими и использовались преимущественно в профессиональной сфере — для архивирования данных, создания мастер-дисков для тиражирования и записи аудио. Снижение стоимости производства в середине 1990-х годов привело к массовому распространению CD-R среди домашних пользователей. К концу 1990-х годов CD-R стал основным носителем для хранения данных, записи музыки и создания резервных копий.

С появлением более ёмких DVD-R и Blu-ray, а также флеш-накопителей, популярность CD-R начала снижаться в 2000-х годах. Тем не менее, он остаётся востребованным в некоторых нишах, например, для записи аудиодисков для автомобильных проигрывателей или для распространения небольших объёмов данных.

Устройство и принцип работы

CD-R состоит из нескольких слоёв, нанесённых на поликарбонатную подложку:

1. Поликарбонатный слой — основа диска, обеспечивающая механическую прочность и прозрачность для прохождения лазерного луча.
2. Записывающий слой — тонкий слой органического красителя (цианинового, фталоцианинового или азокрасителя), который изменяет свои оптические свойства под воздействием лазерного излучения высокой мощности.
3. Отражающий слой — тонкий слой металла (обычно серебра, золота или алюминия), который отражает лазерный луч при считывании.
4. Защитный слой — лак, предохраняющий записывающий и отражающий слои от царапин и воздействия окружающей среды.
5. Этикетка — верхний слой, на который может наноситься печать или надпись.

Принцип записи: лазер рекордера нагревает участки записывающего слоя до температуры около 200–250 °C. Под воздействием тепла краситель необратимо изменяет свою структуру, становясь непрозрачным или изменяя коэффициент отражения. Эти изменённые участки (питы) имитируют физические углубления на штампованном CD. При считывании лазер меньшей мощности регистрирует разницу в отражении света между записанными (питами) и незаписанными (лендами) участками.

Форматы и ёмкость

Стандартный CD-R имеет ёмкость 700 МБ (79 минут 59 секунд для аудио). Существуют также диски меньшей ёмкости: 650 МБ (74 минуты) и 550 МБ (63 минуты), а также более редкие варианты на 800 МБ (90 минут) и 900 МБ (99 минут), которые, однако, часто не соответствуют стандарту и могут плохо читаться на некоторых приводах.

CD-R выпускаются в нескольких форматах:

• 80 мм (Mini CD-R) — диаметр 8 см, ёмкость 210 МБ (21 минута). Используются для рекламных материалов, драйверов или в устройствах с ограниченным пространством.
• Стандартный 120 мм — наиболее распространённый формат.
• Формы — диски могут иметь нестандартную форму (квадрат, звезда, визитная карточка), но они менее надёжны и могут повредить привод.

Скорость записи

Скорость записи CD-R измеряется в «кратности» (x), где 1x соответствует скорости чтения аудио-CD (150 КБ/с). Максимальная скорость записи для CD-R достигла 52x (около 7,8 МБ/с), что позволяет записать полный диск за 2–3 минуты. Однако реальная скорость зависит от качества диска, привода и используемого программного обеспечения. Запись на слишком высокой скорости может привести к ошибкам.

Типы красителей

Качество и долговечность CD-R во многом зависят от типа органического красителя:

• Цианин (Cyanine) — первый тип красителя, использовавшийся в ранних дисках. Имеет зелёный оттенок. Чувствителен к свету и теплу, что может сокращать срок хранения данных.
• Фталоцианин (Phthalocyanine) — более современный и стабильный краситель. Имеет золотистый или серебристый оттенок. Считается более долговечным и устойчивым к выцветанию.
• Азокраситель (Azo) — используется в дисках некоторых производителей (например, Verbatim). Имеет синий или фиолетовый оттенок. Обеспечивает хорошую совместимость и долговечность.

Применение

CD-R нашёл широкое применение в различных сферах:

• Запись аудиодисков — создание музыкальных сборников для проигрывания в CD-плеерах.
• Хранение данных — резервное копирование, архивирование документов, фотографий и видео.
• Распространение программного обеспечения — в 1990-х и начале 2000-х годов CD-R активно использовался для распространения дистрибутивов ПО, драйверов и игр.
• Создание мастер-дисков — для последующего тиражирования на заводах.
• Архивирование — благодаря низкой стоимости и долговечности (при правильном хранении) CD-R используется для долгосрочного хранения информации.

Долговечность и хранение

Срок хранения данных на CD-R зависит от качества красителя, отражающего слоя и условий хранения. Производители заявляют срок от 10 до 100 лет, но на практике он может быть значительно меньше. Основные факторы, влияющие на долговечность:

• Свет — ультрафиолетовое излучение разрушает органические красители.
• Температура и влажность — высокая температура и влажность ускоряют химические реакции.
• Царапины — повреждения защитного слоя могут привести к потере данных.
• Качество записи — ошибки при записи снижают надёжность.

Для продления срока службы рекомендуется хранить CD-R в тёмном, прохладном и сухом месте, в индивидуальных конвертах или коробках.

Критика и недостатки

Несмотря на популярность, CD-R имеет ряд недостатков:

• Однократность записи — ошибка при записи приводит к порче диска.
• Чувствительность к царапинам — даже небольшие повреждения могут сделать диск нечитаемым.
• Ограниченная ёмкость — 700 МБ недостаточно для современных видеофайлов высокого разрешения.
• Деградация данных — со временем краситель может выцветать, что приводит к потере информации.
• Несовместимость — некоторые старые или нестандартные приводы могут не читать CD-R.

Интересные факты

• Первый CD-R диск был продемонстрирован в 1988 году, но коммерческое производство началось только в 1992 году.
• Золотой отражающий слой использовался в ранних дисках для лучшей отражающей способности, но позже был заменён серебром и алюминием.
• CD-R может быть записан в режиме «Disc-at-Once» (DAO) или «Track-at-Once» (TAO), что влияет на совместимость с аудиоплеерами.
• В 2000-х годах существовали CD-R с возможностью записи на обе стороны, но они не получили широкого распространения.

Источники

• Orange Book Standard (Part II: CD-R)
• ECMA-394: 120 mm and 80 mm CD-R
• Технические спецификации Philips и Sony
• Материалы компаний-производителей (Verbatim, Taiyo Yuden, Mitsubishi)
• Обзоры и тесты долговечности CD-R в специализированных изданиях