Rappel : Comment est fait un CD ?
Un CD est un disque métallique réfléchissant non magnétique, emprisonné entre une couche protectrice en plastique et une couche de polycarbonate.Sur le CD les données sont stockées de façon contiguës, autour d'une spirale qui s'enroule autour de l'axe du CD (à la manière des disques vinyles).Cette piste est une succession de plats et de bosses, la lecture s'éffectue grâce à une diode laser (source de lumière cohérente) qui est dirigée sur la piste. Lorsque le faisceau laser rencontre un plat la totalité de la lumière est renvoyer alors que la rencontre avec une bosse provoque une diffusion partielle de la lumière (cf anim). Ces variations de lumière sont analysées par une photodiode ( permet d'effectuer une conversion du signal optique en signal électrique). Contrairement à ce que l'on pourrait penser, ce qui est important ce n'est pas les plats et les bosses, mais les transitions entre ces deux états, car c'est eux qui permettent effectivement de codifier l'information. Le passage d'un plat à une bosse et d'une bosse à un plat sont interprétés comme un "1" logique. Le reste est perçu comme un 0.
Principe de Codage
Comme on vient de le voir, c'est le passage d'un plat à une bosse ou d'une bosse à un plat qui permet la représentation des "1" logiques et c'est la longueur des plats et des creux qui détermine le nombre de zéros. Cette représentation des "0" et des "1" est appelé "Channel Bit". Cependant comme il n'y a qu'un seul changement d'intensité lorsque l'on passe d'un plat à une bosse ou d'une bosse à un plat, on ne peut se contenter de 8 channel bit pour représenter un octet il en faut en fait 14. Ainsi lors de l'écriture et de la lecture les octets de 8 bits sont convertis en 14 channel bits et inversement lors de la relecture, cet encodage est appelé EFM (eight to fourtheen modulation).Quantité d'informations stockables sur un CD
Comme, à l'origine, les CD servaient à stocker des données audio, la quantité d'informations qu'un CD peut contenir est mesurée en minutes : secondes : secteurs. Chaque seconde contient 75 secteurs, lesquels contiennent chacun 2048 octets (2 kilo-octets pour les CD en Mode1 ) de données utilisateur. Les CD enregistrables existent en 21 mn (le diamètre est de 80 mm), 63 mn et 74 mn (tous deux de 120 mm de diamètre) et peuvent contenir :(21 mn) x (60 s) x (75 secteurs) x (2 Ko) = 189 000 Ko=184 Mo
(63 mn) x (60 s) x (75 secteurs) x (2 Ko) = 567 000 Ko=553 Mo
(74 mn) x (60 s) x (75 secteurs) x (2 Ko) = 660 000 Ko=650 Mo
Les différents types de CD
Les CD Rom argentés (pressés)
Ces CD sont utilisés pour une production à grande échelle. Dans un premier temps les données sont transférés sur un support magnétique (prématrice) à partir duquel on pourra créer une matrice en verre qui servira de moule aux CD pressés.Un rayon laser est modulé selon les données à encodé (Codage EFM), et vient impressionné un disque en verre recouvert d'une couche photosensible), puis on procède au développement du disque (comme en photo), les zones insolées constituent alors des creux et les zones non insolées les bosses.On a ainsi l'image du disque avec les creux et les bosses.
Le disque est ensuite recouvert d'une couche d'argent et par électroformage (reproduction de pièces métaliques par déporélectrolytique) on réalise un "master" en métal, ce "master" représente le négatif des informations. C'est ce master qui servira à presser les disques.
Ce master en métal est monté sur un moule à injection, dans lequel on envoi du polycarbonate à chaud qui épouse la forme du master puis qui est refroidi, une fois solidifié, le disque est recouvert d'une couche en aluminium destiné à reflechir la lumière.
Les CD-R (CD Recordable)
Les CDR (cf.Photo) sont issues de la technologie du CD argentique, la lecture et le stockage des données s'effectue de la même façon. Ce qui diffère, c'est la constitution du CDR, alors que la production d'un CD argentique nécessite l'utilisation d'une matrice (ce qui est extrêmement coûteux), le CDR lui de part sa composition, permet de s'en passer. La structure d'un CDR est un peu différente de celle d'un CD Rom. On trouve en premier lieu une couche protectrice, une couche de vernis, une couche d'or (Gold) ou d'argent (Silver), une couche de colorant organique et finalement une couche de polycarbonate.Lors de la gravure, le laser perce, ou ne perce pas, la couche de colorant organique restituant ainsi la succession de plats et de bosses. A la lecture, le taux de réflexion sera modifié lors du passage d'un trou (réflexion totale sur la couche d'or) à un plat (réflexion sur la couche organique).
C'est la couleur du colorant organique qui donne sa couleur au CD. On distingue différentes couleur qui correspondent chacune à un certain type de colorant.
Vert = Moins sensible à la variation du laser lors de l'écriture.
Bleu = Diminue le taux d'érreur
Dorés (Gold) = Plus grande durée de vie
Argent (Silver) = Refléchit mieux la lumière que l'or
Les CD-RW (CD-Rewritable)
Ce type de CD utilise la technologie PD/CD (Phase Change Disc). Cette technologie repose sur un matériel différent du CD-R, une source laser chauffe la surface du disque optique, le support passe alors suivant la T° d'un état cristallin à un état amorphe, créant ainsi des bosses et des creux. L'intérêt de ce processus est qu'il est réversible, on peut donc effacer et réenregistrer de nouvelles informations.Petit bémol cependant, un tel disque coûte encore 10 fois plus cher qu'un CD-R ordinaire. De plus le format de secteur utilisé est de 512 octets (contre 3234 pour un CD-R) ce qui nécessite un lecteur adéquate pour pouvoir relire les données (de type MultiRead).
Les types de CD et en fonction de l'agencement des secteurs physiques:
On distingue généralement 3 catégories de CD:
- Les CD de données
- Les CD Audio
- Les CD Mixtes (Données + Audio)
En fonction du type de données qu'il contient, les secteurs ne sont pas organisés de la même façon. Notez que la taille totale du secteur aboutit toujours à une valeur de 2352 octets.
Les formats différent essentiellement par le nombre d'octets réservé pour les codes de correction d'erreurs. Les modes XA sont quant à eux des modes étendues du livre jaune (cahier de spécifications créer par Sony et Philips pour définir le format physiques des données ), ils offrent de meilleur possibilités Audio et Vidéo.
Taille de bloc logique
Comme on peut le voir sur le tableau précédent la plus petite unité de donné que l'on peut y écrire sur un CD Rom (Mode 1) est de 2048 Octets ( 2Ko). De plus il faut savoir qu'un secteur ne peut contenir plus d'un fichier, il peut donc y avoir une perte conséquente de place si vous graver un nombre élever de petits fichiers. A l'inverse un CD XA Mode 2 forme 2 contient 2324 Octets par secteur on peut donc y graver une plus grande quantité d'information, ce qui explique que certain CD est une taille supérieur à 650Mo.Les différents modes d'écriture:
La gravure d'un CD peut se faire de différentes manières, nous allons voir quelles sont les différentes possibilités.
Un peu de Vocabulaire
Une session
Une session est un segment enregistré contenant une ou plusieurs pistes ( de données ou audio), compris entre un Lead in (zone de début) et un Lead out (zone de fin). Lors de l'enregistrement d'une session, des informations concernant les données sont conservés dans une sorte de table des matières (TOC: Table of Contents). Le disque enregistré contient un Lead in, les données et un Lead out.Monosession
Un CD monosession est constitué d'une seule session, il est gravé en une seule fois et une fois la gravure effectuée, on ne peut plus ajouter de donnée. D'ou un problème évident, si on grave 20 Mo sur un cd, l'espace restant est perdu.Multisession
Multisession signifie que les données sont enregistrées en plusieurs fois par un ou plusieurs graveurs différents. Vous pouvez ajouter, supprimer (mais la place utilisé par les fichiers éffacés est toujours occupée), mettre à jour des fichiers de session différentes. L'utilisation d'un CD Multisession est tout a fait transparente, rien n'indique à l'utilisateur si les données d'un répertoire ont été ajouté lors de la première ou de la énième session.Petite restriction cependant, chaque Lead in Lead Out occupe 15 Mo d'espace sur les disque, ce qui limite les session au nombre de 40 sur un disque de 650 Mo.
L'intéret du multisession est indéniable pour l'archivage de données régulier. Pour pouvoir lire ce type de CD, il faut posséder un lecteur Multisession. Sinon dans le meilleur des cas, si votre lecteur n'est pas multisession, il n'arrivera à lire que les données situées dans la première session ( il n'arrive à lire que le catalogue situé dans la première session). Un lecture multisession ira quant à lui lire le catalogue situé sur la dernière session qui contient les données contenues dans les diverses sessions, les différentes session sont alors transparentes à l'utilisation tout se passe comme si on avait une unique session.
Multivolume
Le multivolume est une variante du multisession, à la différence prés que chaque session est identifié comme étant un volume séparée. En fait chaque session est considéré comme un disque séparé. Toute les session ne sont pas visibles simultanément, l'utilisation d'un tel disque nécessite que le lecteur supporte le multisession, et que l'utilisateur choisisse un volume.L'écriture Incrémentiel
L'écriture incrémentielle dont les spécifications sont contenues dans le Livre Orange ( il faut vous y habituer en matière de gravure ils ont dû fumer un pétard, les spécifs sont dans des livres de toutes les couleurs), ce mode permet d'écrire des donnés par paquet (Packet Writing in English) chaque paquet de données est lié au précédent par sept blocs de liaison, la taille des paquets peut être variable et c'est elle qui détermine la quantité de donnés supplémentaire, pour des paquet de 64 ko le surplus est d'environ 15 %. Pour pouvoir utiliser ce mode, il faut disposer d'un graveur et d'un logiciel de gravure supportant l'écriture incrémentiel (Direct CD de Adaptec ou PacketCD de Quadrat); mais aussi d'un lecteur CD permettant de lire ce froamt de CD (ce qui n'est pas le cas pour les lecteurs un peu anciens 8x ).L'avantage c'est que l'on ne perd plus 15Mo comme on le ferait à chaque session avec un CD multisession, et d'autre part l'utilisation est transparente ,on peut faire glisser du copier / coller dans un explorateur comme si on utilisait un disque dur.
Track at once
Le track at once (piste d'une fois), permet l'écriture multisession,en mettant à jour une table des matières (TOC : Table of contents) qui fixe l'enregistrement des sessions . Cette table contient des liens entre les différents blocs de données des différentes sessions.Les données sont écrites dans un premier temps puis le Lead in et le Lead Out. Ce mode nécessite que le graveur laisse un intervalle de 2 secondes entre 2 pistes ( le laser est éteint pendant 2 secondes; introduit un pêt entre 2 pistes d'un CD Audio).Disk at once
Dans le mode Disk at once (disque d'une fois), les données sont inscrites puis le Lead in et ensuite le Lead out, aucun bloc de liaison n'est utilisé, et la gravure s'éffectue sans discontinué ( pas de pauses comme dans les disques Track at once, le laser ne s'éteint jamais), ce qui est nécessaire pour certains type de CD, notamment les CD Audio et les CD qui doivent être un copie exacte de l'original. Ce mode est utilisé pour la copie fidèle d'un CD, plus aucunes données ne peut être ajouté par la suiteComparatif SCSI / E-IDE
Il existe deux type de graveur sur le marché, ces deux type se distingue par l'interface qu'ils utilisent pour transférer les données: Le SCSI et l' EIDE.Le SCSI
SCSI pour Small Computer System Interface, l'interet de cette interface réside dans son extensibilité et sa rapidité. Sur une carte SCSI, on peut chaîner jusqu'a 7 périphériques, chacun d'entre eux étant identifié par un numéro ID, la chaîne se termine par un bouchon (adaptateur d'impédance qui évite qu'apparaisse des réflexion d'ondes électromagnétiques) .Le SCSI est une interface rapide pour le transfert de données ( SCSI1= 5 Mo/s SCSI2 ou FastSCSI=10Mo/s), mais surtout elle ne nécessite que peu de temps processeur, et les taux de transfert sont garantis (ce qui n'est pas le cas de L'EIDE). Une gravure sur un modèle SCSI ne nécéssite que 10% du temps processeur (cependant certaines phases le monopolise à 100%); on peut donc en théorie; mais c'est fortement déconseillé; effectué d'autres opérations durant la gravure .
De plus il n'y a pas de grande dépendance entre le graveur et le logiciel de gravure, les deux communiquant via une couche ASPI (Advanced SCSI Programm créé à l'initiative d'Adaptec) et des Drivers virtuels (VXD, pour la gestion des tampons mémoire).
Les graveurs SCSI sont pour la plupart équipés d'un BIOS flashable appelé Firmware (c'une puce qui contrôle les différents éléments physiques du graveur tel que les entrées / sorties), ce qui représente un gage d'évolution, en effet une mise à jour éventuelle des possibilités du graveur est toujours possible.
L'utilisation d'un graveur SCSI nécessité souvent l'achat complémentaire d'une carte SCSI, ce qui élève substantiellement le coût de revient.
Pour :
Contre :
L'E-IDE
C'est l'interface la plus répandue, c'est celle que l'on trouve intégrée directement sur toutes les Cartes mères récentes. Cette interface permet de connecter 4 périphériques. Et sachant qu'une machine est constitué la plupart du temps d'un disque dur et d'un lecteur CD, il ne reste plus que deux emplacements de libre. D'autre part même si il est vrai que les disques dur actuels on un temps d'accès souvent <9 ms et que les taux de transfert sont élevés, on a pas comme dans le cas du SCSI un taux de transfert constant, car cette interface monopolise beaucoup de temps processeur ( envrion 30% ). D'autre part du fait de l'hétérogénéité du matériel, la constitution de driver générique est quasiment impossible, et de ce fait l'utilisation d'un logiciel de gravure est restreinte.Autre élément à noter, peu de graveur EIDE supportes le Disk at Once, mode qui peut s'avère indispensable ( notamment pour les CD audio ). D'autre part peu de graveur EIDE comportent un Firmware (sorte de Bios pour les graveur) Flashable =>Pas d'évolution possible.Autre petit point, tous les graveures EIDE sont des lecteurs internes.
Pour :
Contre :
La Vitesse
La mesure de vitesse de gravure comme celle de lecture s'éffectue grâce à un coefficient multiplicateur : 1x 2x 4x..Ce coefficient est hérité des lecteurs CD Audio qui sont des 1x, sur ce type de CD les son sont numérisés en 44100Hz (44100 échantillons /s) en stéréo avec un codage sur 2 octets pour chaque échantillon soit pour 1 seconde de musique : 44100*2*2/1024 = 172 Ko/s.
On a donc 1x -> 172 Ko / s 2x ->344 Ko / s .....
D'autre part la vitesse du graveur indique combien de temps nécessitera la gravure, ex pour un disque de 74 minutes (650 Mo).
En 1x -> 74/1=74 minutes 2x -> 74/2=35 minutes...
Mémoire Cache
C'est un point fondamental qui pourtant souvent occulter. Cette mémoire cache fait office de tampon entre l'interface de transfert de données ( IDE / SCSI) et le graveur.Pour graver un CD , il est indispensable que le flot de données soit ininterrompu; le graveur doit être continuellement alimenter en données. Pour eviter toute perte de données; les graveurs sont equipées d'une mémoire cache dont la taille varie selon les modèles, tant que ce buffer (zone tampon entre l'interface IDE/SCSI et le graveur) n'est pas plein, le disque dur l'alimente assurant un flux continue de données.
Malheureusement la conception des disques dur fait qu'au bout d'un certain temps les têtes de lecture chauffent, elles doivent alors être recalibrer, durant ce labs de temps le disque dur est inutilisable , et la gravure peut échouer si le tampon à le temps de se vider complètement durant cette opération. Fort heureusement les disques dur récents ont un taux de transfert suffisament élevé pour que ce problème ne soit pas génant.
Cependant la taille du cache est un gage de sécuritée, la norme est de 1 Mo pour un 2x et de 2 Mo pour un 4x, bannissez les graveurs en dessous de cette limite.
Seul les disques dur estampillé AV ( pour Audio/Numérqiue) n'effectuent ce recalibrage que durant une phase d'inactivitée, mais leurs prix est de 3 à quatre fois plus chère qu'un modèle équivalent ne possedant pas cette spécificitée.
Quelques points à respecter
En fonction de vos besoins et de votre budget, controlez les différents points suivants :Comment Graver ?
Le premier point à résoudre, est de formater les données que l'on veut graver, il y à pour cela différentes méthodes : Une piste ISO physique ou virtuellePetit point sur les pistes ISO / virtuelle / physique
Comme on l'a vu précédemment, les CD ont une structure particulière.Une piste ISO représente les données que l'on veut graver sous la forme d'un fichier unique qui est la représentation exact qu'aura le CD une fois gravé. Ce travail qui consite à passer des données brut aux données au format ISO est réalisé par le logiciel de gravure, les données une fois agencées au format ISO sont écrites sur le disque dur, on parle alors de piste physique. Lors de la gravure, les données seront transférées octet par octet de la piste ISO vers le graveur.
Dans le cas contraire, le traitement des données à lieu au moment même ou l'on grave, on parle alors de piste virtuelle, la piste ISO étant constitué visuellement au cours de la gravure.
