Diesen Thread finde ich einfach genial...
Vornweg: im Auto höre ich fast ausschließlich Sicherheitskopien. Und zwar aus drei einfachen Gründen.
- Originale CDs sind mir für das Auto zu schade[/*:m:276li7b7]
- Ich mache die Kopien immer mit CD-Text[/*:m:276li7b7]
- Ich höre während der Fahrt keinen Unterschied[/*:m:276li7b7]
Zur Sache: ein Bit ist ein Bit...
Theoretisch ja, praktisch naja. Es spielt nicht nur eine Rolle, ob eine 1 eine 1 ist, sondern auch die Zeitrichtigkeit. Abweichungen vom richtigen Takt, nennt man Jitter.
Fangen wir aber erst mal mit dem Auslesen an. Mit einem Computer ist es praktisch unmöglich die CD mit einen kontinuierlichem Datenstrom auszulesen (Interupts, Multitasking). Wurde der Datenstrom unterbrochen, muss also neu angesetzt werden. Und da liegt bei Audio-CDs das Problem. Die Adressierung ist anders als bei ISO 9600 CDs. Im Lead In Bereich befindet sich der Table Of Contens (TOC), welcher die Zeitpunkte der einzelnen Tracks beinhaltet. Das war es auch schon mit der Adressierung. Wurde also der Datenstrom unterbrochen, muss das Ende der bereits gelesenen Daten wieder gefunden werden. Moderne Software und Laufwerke beherrschen dies nahezu problemlos.
Nun zum Brennen: Es sollte wieder ein kontinuierlicher Datenstrom vorhanden sein. Um dies sicherzustellen, haben die Brenner einen Puffer. Da die CD von innen nach außen beschrieben wird und sich so der Umfang ändert, kommt gleich das nächste Problem. Da gibt es nun im Wesentlichen drei Lösungsansätze:
- gleich bleibende Datenrate, und somit abnehmende Rotationsgeschwindigkeit[/*:m:276li7b7]
- gleich bleibende Rotationsgeschwindigkeit, und somit zunehmende Datenrate[/*:m:276li7b7]
- Mischdingens aus den beiden anderen[/*:m:276li7b7]
Es ist also nicht ganz einfach, die Daten Jitterfrei auf die CD zu bekommen.
Nicht jeder Player kommt mit jedem Rohling zurecht.
Was wollte ich noch schreiben? Ach ja, Fehlerkorrektur... Auf einer CD sind extrem viel mehr Daten drauf, als man zunächst annimmt.
Wenn man von einem 650MB / 74min Rohling ausgeht, passen dort fast 747MB 'Audiodaten' drauf. (16 Bit * 2 * 44100 1/s * 74 * 60 s = 6.265.728.000 Bit ~ 746,9 MB)
Aber die Daten werden auf der CD anders abgelegt, als auf der Festplatte. 8 'Benutzerdatenbit' werden in 14 Channelbit gewandelt (Eigth-to-Fourteen-Modulation, EFM), da einer 1 zwei Nullen folgen müssen. (Pit und Land stehen nicht für 1 und 0, sondern eine 1 ist ein Übergang)
Zwischen diesen 14 Channelbitworten werden immer 3 Füllbit eingesetzt (000).
Ein Frame sieht dann wie folgt aus:
- Sync (24 Channelbit +3 Füllbit) [/*:m:276li7b7]
- Subchannel (14 Channelbit +3 Füllbit) [CD-Text][/*:m:276li7b7]
- Daten (24 x (14 Channelbit +3 Füllbit)) [/*:m:276li7b7]
- Fehlerkorrektur (8 x (14 Channelbit +3 Füllbit))[/*:m:276li7b7]
So entstehen aus 24 Byte PCM-Strom 588 Bit auf einer CD.
98 Frames werden zu einem Sektor zusammengefasst. Eine Sekunde beinhaltet 75 Sektoren. Auf einer 74 min Audio CD befinden sich also in Wirklichkeit ~ 18 GBit.
Zur Fehlerkorrektur:
Es handelt sich dabei um den Cross-Interleave-Reed-Solomon-Code (CIRC). Von den 8 Byte eines Frames wird die eine Hälfte zur Fehlererkennung (Error Detection Code - EDC) und die anderen 4 Byte zur Fehlerkorrektur (Error Correction Code - ECC) benötigt. Die Effizienz beträgt 10^8.
Zusammengefasst:
Die Fehler beim Einlesen stammen nicht daher, dass eine 1 oder 0 umkippt, sondern dass nach einer Unterbrechung an einem falschen Frame/Sektor weiter gelesen wird.
Die Fehler beim Schreiben stammen auch nicht daher, dass eine 1 oder 0 umkippt, sondern kommen von einem schlechten pregroove (die Spur, an der entlang gebrannt wird), oder von 'just link' und ähnlichen Verfahren, bei denen der Brennvorgang nach einem Buffer-Underrun erneut gestartet wird.
Die Fehler beim Abspielen stammen ebenfalls nicht daher, bla bla bla, sondern nicht jeder Player kommt mit jedem Rohling zurecht (Farbe, Reflexionsgrad...).
Ach ja: Daten CDs ist es egal, ob sie Unterbrechungsfrei ausgelesen werden, oder nicht. Außerdem wurde die Fehlerkorrektur (Effizienz 10^13) und das Dateisystem (Adressierung) verbessert .