CD (Compact Disc)

Die Compact Disc (kurz CD, englisch für kompakte Scheibe) ist ein optischer Speicher, der Anfang der 1980er Jahre zur digitalen Speicherung von Musik von Philips/PolyGram und Sony eingeführt wurde und die Schallplatte ablösen sollte.

CDs bestehen aus Polycarbonat, sowie einer dünnen Metallschicht (z. B. Aluminiumbedampfung) mit Schutzlack und Druckfarben. Sie werden – im Gegensatz zu Schallplatten – nicht gepresst, sondern in Spritzgussmaschinen in Form auf die Vater-Matrize gespritzt. Die Anlagen zur Herstellung optischer Datenträger werden dennoch Presswerk genannt.

Die Informationen der CD, das sogenannte „Programm“, sind auf einer spiralförmig nach außen verlaufenden Spur angeordnet, sie belegen maximal 85 % der CD-Gesamtfläche. Der Programmbereich reflektiert Licht mit deutlichen Farberscheinungen wegen seiner Mikrostruktur, den Pits. Länge und Abstand dieser kleinen Vertiefungen bilden einen seriellen digitalen Code, der die gespeicherte Information repräsentiert. Auf einer Audio-CD können maximal 99 Musiktitel gespeichert werden, dazu hat jede Scheibe ein Inhaltsverzeichnis (TOC, table of contents) und einen der Information eingelagerten Zeitcode, Texteinblendungen und weitergehende Informationen können optional aufgebracht werden. Die Abtastung der CD erfolgt kontaktlos über einen der Spur nachgeführten Laser-Interferenzdetektor von der spiegelnden Unterseite her. Die Taktfrequenz der eingelesenen Daten hängt von der Drehzahl der CD ab, diese wird zugunsten einer konstanten Datentaktrate für das nach außen fahrende Abtastsystem gedrosselt, so dass sich eine konstante Lineargeschwindigkeit (CLV) ergibt. Bei Verfahren ähnlich der Analogschallplatte spricht man hingegen von konstanter Winkelgeschwindigkeit (CAV).

Bei einer CD werden Daten mit Hilfe einer von innen nach außen laufenden Spiralspur gespeichert (also umgekehrt wie bei der Schallplatte). Die Spiralspur besteht aus Pits (Gruben) und Lands (Flächen), die auf dem Polycarbonat aufgebracht sind. Die Pits haben eine Länge von 0,833 bis 3,054 µm und eine Breite von 0,5 µm. Die Spiralspur hat etwa eine Länge von sechs Kilometern. Je nachdem, wie die CD erstellt wird, entstehen die Pits. Bei der industriellen Herstellung werden zunächst auf photochemischem Wege ein Glas-Master und darauf dann auf galvanischem Wege ein oder auch mehrere Stamper (Negativ) gefertigt. Anschließend wird damit in Presswerken per Spritzverfahren eine Polycarbonatscheibe geprägt und die Reflexions- und Schutzschicht angefügt.

Eine CD besteht demnach zum größten Teil aus Polycarbonat. Die Reflexionsschicht darüber besteht aus einer im Vakuum aufgedampften Aluminiumschicht.

Der Datenstrom einer Audio-CD hat, wenn er dekodiert ist, eine Datenübertragungsrate von 176 kB/s. Bei üblichen Daten-CDs ist durch eine weitere Fehlerkorrektur-Ebene die Blockgröße geringer als bei Audio-CDs (2048 statt 2352 Bytes); daraus folgt bei gleicher Blockrate eine Datenübertragungsrate von 150 kB/s. Diese Datenübertragungsrate wird als einfache Geschwindigkeit bezeichnet. Die Geschwindigkeitsangaben bei CD-ROM-Laufwerken sind Vielfache dieser Datenübertragungsrate; siehe dazu auch nebenstehende Tabelle Datenübertragungsraten von CD-Laufwerken.

Daten-CDs können aufgrund der zusätzlichen Fehlerkorrektur-Ebene je nach verwendetem Laufwerk mit höheren Datenübertragungsraten gelesen werden.