MASARYKOVA UNIVERZITA F}w¡¢£¤¥¦§¨ AKULTA INFORMATIKY !"#$%&'()+,-./012345 Využitelnost optických médií pro dlouhodobou archivaci BAKALÁRSKAPRÁCA Martin Foltin Brno, podzim 2007 Prehlásenie Prehlasujem, že táto bakalárska práca je mojím pôvodným autorským dielom, ktoré som vypracoval samostatne. Všetky zdroje, pramene a literatúru, ktoré som pri vypracovaní po- užíval alebo z nich ˇcerpal,v práci riadne citujem s uvedením úplného odkazu na príslušný zdroj. Vedúci práce: RNDr. Miroslav Bartošek, CSc. ii Zhrnutie Táto práca má za ciel’ vysvetlit’ a sprehl’adnit’ možnosti využitia optických médií ako dlho- dobého archivaˇcnéhoprostriedku. Po preštudovaní práce by mal byt’ ˇcitatel’ zorientovaný v danej problematike. Mal by byt’ schopný základnej analýzy svojich potrieb a hodnotenia, ˇcipráve optické disky sú vhodným variantom. Viacerí zahraniˇcníautori a inštitúcie sa touto oblast’ou zaoberajú. Relevantné informácie z ich štúdií slúžia ako obsahový základ pre túto bakalársku prácu. iii Kl’úˇcovéslová CD, DVD, archivácia, optické médiá, prezervaˇcnéstratégie, analýza, testovanie, BLER, PI iv Obsah 1 Úvod ...... 1 2 Technológie optických diskov ...... 2 2.1 Prehl’ad ...... 2 2.2 Technické pozadie ...... 4 2.2.1 Vrstva polykarbonátového substrátu ...... 4 2.2.2 Záznamová vrstva ...... 5 2.2.3 Odrazová vrstva ...... 5 2.2.4 Dodatoˇcnévrstvy ...... 6 3 Prehl’ad faktorov ovplyv ˇnujúcichtrvanlivost’ informácií na optických mediách . 8 4 Predzáznamové aspekty dlhodobej archivácie ...... 9 4.1 Štandardy a kompatibilita ...... 9 4.2 Výber vhodného média ...... 9 4.2.1 Trh s optickými médiami ...... 9 4.2.2 Faktory ovplyvˇnujúcevýber média ...... 10 4.2.2.1 Odrazová vrstva ...... 10 4.2.2.2 Organické farbivo ...... 11 4.2.3 DVD-R vs. DVD+R ...... 11 5 Proces záznamu ...... 14 5.1 Softwarové a hardwarové záznamové príslušenstvo ...... 14 5.2 Prienik laserového lúˇcak záznamovej vrstve ...... 14 6 Pozáznamové aspekty dlhodobej archivácie ...... 16 6.1 Logické chyby, testovanie a analýza ...... 16 6.1.1 Logické chyby ...... 16 6.1.2 Testovanie a analýza ...... 17 6.2 Faktory ovplyvˇnujúcefyzický stav a životnost’ ...... 19 6.2.1 Environmentálne vplyvy a skladovanie ...... 20 6.2.1.1 Teplota, vlhkost’ a slneˇcnéžiarenie ...... 20 6.2.1.2 Kontakt s rozpúšt’adlami ...... 20 6.2.1.3 Magnetické, röntgenové a mikrovlnné žiarenie, radiácia . . . 21 6.2.1.4 Uskladnenie ...... 21 6.2.2 Vplyv fyzickej manipulácie na povrch disku ...... 21 6.2.2.1 Škrabance ...... 21 6.2.2.2 Neˇcistoty, prach a odtlaˇckyprstov ...... 22 6.2.2.3 Popisovanie média ...... 22 6.2.2.4 Ohýbanie ...... 22 6.2.2.5 Lepenie štítkov ...... 23 6.2.2.6 Tlaˇcna popisnú stranu disku ...... 23 6.2.2.7 Opotrebenie vplyvom hardwaru ...... 23 6.3 Cistenieˇ disku ...... 24 7 Záver ...... 25 v Bibliografia ...... 28 A Struˇcnýsprievodca manipulácie s optickými diskami ...... 29 B Zoznam súvisiaceho softwaru a hardwaru ...... 31 B.1 Software pre identifikáciu parametrov média ...... 31 B.2 Analytický a testovací software ...... 31 B.3 Firmy dodávajúce analytický a testovací hardware ...... 31 vi Kapitola 1 Úvod Obdobie z konca 20. a zo zaˇciatku21. storoˇciasa oznaˇcujeaj ako „informaˇcnývek“. Svetom a spoloˇcnost’ou hýbu informácie, momentálne jeden z najlukratívnejších obchodných artiklov súˇcasnosti. Už v dávnej minulosti sa udomácnil papier ako prostriedok manipulácie s informácia- mi. L’udia realizovali potrebu ich prenosu a uchovania pre budúce generácie. Informaˇcný vek so sebou priniesol prudký nárast objemu informácií. Vznik informatiky a rozvoj oblasti informaˇcnýchtechnológií vyvolali opät’ diskusie o problematike manipulácie s informácia- mi (v tomto momente je už akceptovatel’né využívat’ pojem dáta v zmysle digitalizovaných informácií). Papier a ani iné alternatívne prostriedky už neboli schopné nové požiadavky z technologicko-priestorových dôvodov uspokojovat’. Od konca 19. storoˇciasa postupne zaˇcaliobjavovat’ ˇciuž viac alebo menej úspešné spô- soby manipulácie s dátami. Vývoj prešiel od diernych štítkov, magnetických pások a kaziet až k aktuálne populárnej technológii – optickým diskom. L’udia využívajú optické médiá pre uchovávanie svojich komerˇcnýchalebo privátnych informácií, priˇcomtento spôsob považujú za spol’ahlivý a finanˇcnevýhodný. Takéto hodno- tenia sú však diskutabilné. Na základe mnohých negatívnych skúseností sa verejnost’ou šíri polemika o vhodnosti optických nosiˇcovpre dlhodobú archiváciu a mnohí si kladú otázku, ˇcije možné ich znehodnoteniu predíst’. Táto bakalárska práca si kladie za ciel’ zhrnút’ relevantné informácie z dostupných od- borných zdrojov. Citatel’aˇ najprv uvádza do problematiky technologických princípov optic- kých diskov, s ktorými je potrebné byt’ oboznámený pre pochopenie d’alších kapitol. Tie prinášajú odporúˇcaniaa rady pre správnu manipuláciu s optickými médiami a naplánova- nie optimálnej archivaˇcnejstratégie. 1 Kapitola 2 Technológie optických diskov 2.1 Prehl’ad Optické disky sa rozdel’ujú do štyroch laickou aj odbornou verejnost’ou zaužívaných sku- pín: • prvá generácia (reprezentovaná CD diskami; nástup v 70. resp. 80. rokoch 20. stor.) • druhá generácia (reprezentovaná DVD diskami; druhá pol. 90. rokov 20. stor.) • tretia generácia (reprezentovaná Blu-ray a HD DVD diskami; súˇcasnost’ resp. blízka budúcnost’) • štvrtá generácia (zatial’ žiadni konkrétni reprezentanti; blízka resp. vzdialená budúc- nost’) Prvá generácia optických diskov bola naštartovaná spoloˇcnost’ou MCA (Music Corporati- on of America), ktorá prišla s technológiou Laserdisc (LD). Bolo to prvé úložné médium na optickom princípe. V roku 1979 sa firmy Sony a Philips dohodli na vzniku konzorcia, kto- rého ciel’om bol vývoj prenosného média predovšetkým pre úˇcelydigitalizácie hudby. Táto snaha rezultovala v roku 1982 prezentáciou technológie kompaktného disku (CD), ktorá sa stretla s vel’kou popularitou a usadila sa na trhu na vyše dve desat’roˇcia.Svoju rolu v tomto období zohral aj tzv. MiniDisc predstavený firmou Sony na zaˇciatku90. rokov. Fungoval na magneto-optickom princípe a svoju popularitu si získal predovšetkým v Japonsku ako ná- stupca klasickej kazety ako nosiˇcahudby. Prehl’ad médií v rámci prvej generácie optických diskov: • Compact Disc (CD) a jeho deriváty • Laserdisc • Magneto-optický disk (MiniDisc) Spúšt’aˇcomnástupu druhej generácie optických diskov bol tlak vyvolaný potrebou uchová- vat’ väˇcšiemnožstvá informácií. Nižšia vlnová d´lžka optického laseru a d’alšie iné technolo- gické vylepšenia umožnili ukladat’ až jednotky gigabajtov (GB) na jednom médiu o vel’kosti 2 2.1. PREHL’AD CD. DVD mechaniky (zariadenia, ktoré ˇcítajúdáta z optických diskov resp. na ne dáta za- znamenávajú) boli spätne kompatibilné s CD, ˇcoul’ahˇcilopresadenie sa novej technológie. V súˇcasnostiexistujú dvojvrstvové (Dual Layer) obojstranné (Double Sided) DVD médiá s kapacitou vyše 17GB. Prehl’ad médií v rámci druhej generácie optických diskov: • Hi-MD • DVD a jeho deriváty (DVD-Audio, DualDisc, Digital Video Express (DIVX)) • Super Audio CD • Enhanced Versatile Disc • GD-ROM • Digital Multilayer Disk • DataPlay • Fluorescent Multilayer Disc • Phase-change Dual V súˇcasnostisme svedkami príchodu tretej generácie optických diskov. Dvaja hlavní aktéri na tomto poli sú Blu-ray Disc (zastrešovaný BDA - Blu-ray Disc Association) a HD DVD - High Definition Digital Versatile Disc (zastrešovaný organizáciou DVD Forum). Tretím ak- tívnym hráˇcombola taktiež firma Sony so svojim PPD diskom (Professional Disc for DATA), ten sa však neujal a k 31.3.2007 bola oficiálne ukonˇcenávýroba a podpora tohto média. Na- kol’ko ostatné technológie tretej generácie sú stále ešte v štádiu výskumu a prípravy, hlavný súboj (oznaˇcovanýtiež ako formátová vojna) sa odohráva medzi už spomínanými Blu-ray Disc a HD DVD. Prehl’ad médií v rámci tretej generácie optických diskov (prvé tri už boli uvedené na trh, zvyšné sú v súˇcasnostiv štádiu príprav): • Blu-ray Disc • HD DVD • Professional Disc for DATA • Total HD disc • Versatile Multilayer Disc 3 2.2. TECHNICKÉ POZADIE • LS-R V rámci štvrtej skupiny optických diskov sa ráta s technológiami, ktoré svojou podstatou neumožˇnujúsvoje zaradenie do predošlej kategórie. Ich návrhy naznaˇcujúmožnosti realizo- vat’ až terabajtové (1TB = 1024GB) kapacity prenosných médií. Poˇcítajúvšak s minimálnou resp. žiadnou kompatibilitou so súˇcasnýmioptickými platformami. Prehl’ad médií v rámci optických diskov budúcej štvrtej generácie: • Tapestry Media • Holographic Versatile Disc • Protein-coated disc • TeraDisc (3D optický úložný disk) 2.2 Technické pozadie Zloženie a stavba optických médií sa pozoruje z hl’adiska jednotlivých vrstiev. Oba základ- né typy (CD a DVD nosiˇce)majú ˇcast’ vrstiev spoloˇcnú,priˇcomostatné sú rozliˇcnéa de facto urˇcujúsamotné rozdiely v chovaní a vlastnostiach. Tieto sú znásobené taktiež rôznorodos- t’ou využívaných chemických látok a zliatin. Medzi vrstvy, ktoré sa vyskytujú u oboch typov optických médií, patria: • vrstva polykarbonátového substrátu • záznamová vrstva • odrazová vrstva 2.2.1 Vrstva polykarbonátového substrátu Polykarbonátová vrstva sp´lˇnadva základné úˇcely. Dodáva médiu mohutnost’, schopnost’ zachovat’ si plochý tvar a odolávat’ ohybom spôsobeným bežným používaním. Druhá fun- kcia je usmernenie lasera. Použitý polykarbonátový substrát udelí lúˇcusprávne nasmero- vanie na záznamovú vrstvu obsahujúcu dáta. Na rozdiel od CD obsahujú DVD nosiˇcepo- lykarbonát z oboch strán. Dôvodov je viacero: podpora technológie „Double Sided DVD“ – ˇcítaniedát z oboch strán média, zvýšenie robustnosti média. Platí tvrdenie, že z vrchnej ˇcasti(popisná strana) je CD médium zranitel’nejšie ako zo strany spodnej (vrstva, na ktorú dopadá laserový lúˇc– ˇcítaciaresp. zapisovacia strana). 4 2.2. TECHNICKÉ POZADIE 2.2.2 Záznamová vrstva Laser vyslaný mechanikou po nasmerovaní polykarbonátovou vrstvou narazí na záznamo- vú vrstvu. Tá je – ako už názov napovedá – nositel’om informácií. V závislosti od druhu média je uloženie dát riešené dvoma základnými metódami. Záznamová vrstva zapisovatel’ných CD/DVD (CD-R, DVD-R, DVD+R) obsahuje farbi- vo, ktoré sa pôsobením lasera spáli a tým pádom neprepustí ˇcítacílaserový lúˇck odrazovej vrstve (stratí svoju transparentnost’). Vznikajú tzv. pity. Prechody medzi transparentnými a netransparentnými miestami farbiva reprezentujú vo výsledku digitálne nuly resp. jed- notky. Zápis dát je možné vykonat’ len raz1. V sériovej výrobe sa používajú tri základné farbivá urˇcujúcezároveˇnsfarbenie ˇcítacejplochy disku (v zátvorke farba samotného farbi- va): ftalocyanín (transparentný až jemne svetlozelený), cyanín (modrý) a azo (tmavomodrý). Obsiahnuté farbivo na základe zafarbenia ˇcítacejplochy média je však možné identifikovat’ jedine u CD diskov. Prepisovatel’né disky (CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM) pracujú na podobnom princípe. Ich záznamová vrstva však obsahuje látku schopnú menit’ svoje fázy. Kryštalická fáza je prvotná. Pôsobením lasera a následkom zahriatia na urˇcitúteplotu sa táto fáza me- ní na fázu amorfnú, priˇcomdlhodobé zotrvanie v tejto fáze je umožnené dvoma vrstvami dielektrika, ktoré záznamovú vrstvu obklopujú. Lúˇcmechaniky sníma zmeny resp. precho- dy medzi oboma fázami. Zahriatím na konkrétnu teplotu je možné uviest’ celú vrstvu do prvotnej kryštalickej fázy a tým vymazat’ obsah. Disk je vzápätí pripravený na opätovný zápis. CD-ROM a DVD-ROM sú z pohl’adu záznamu a odrazenia laserového lúˇcašpecifické prípady. Dáta sú na ne zavedené už pri sériovej výrobe. Lisovaním sa vyrazí na povrch polykarbonátovej vrstvy vzor vyjadrujúci informácie. Následne je priamo na vrch naraze- ná odrazová vrstva kovu (prevažne hliník), ˇcímtieto médiá postrádajú záznamovú vrstvu v zmysle, v akom je zadefinovaná u zapisovatel’ných alebo prepisovatel’ných optických dis- kov. 2.2.3 Odrazová vrstva Princípom ˇcítaniaprenosných optických médií je fakt, že lúˇcemitovaný mechanikou sa od- razí. Špecifickost’ CD-ROM a DVD-ROM diskov, ˇcosa týka záznamu resp. odrazenia lasera a fakt, že sa u nich preferuje hliník, už boli spomenuté. Tento kov sa používa taktiež pri produkcii RW a RAM médií. CD-R, DVD-R a DVD+R majú odrazovú vrstvu bud’ zo zlata, striebra alebo ich zliatin. Hliník nie je možné využívat’ z dôvodu hroziacej chemickej reakcie s farbivom v záznamo- vej vrstve [1]. Odrazové schopnosti striebra sú lepšie ako u zlata. Jeho nevýhodou je však za urˇcitýchpodmienok možná oxidácia vplyvom oxidu siriˇcitého.Zlato z vlastnej chemickej 1. WORM – Write Once Read Many. Z hl’adiska prepisovatel’nosti je možné vykonat’ záznam len raz. Pri podpore technológie „Multisession“ je však možné vykonat’ viacnásobné nahratie dát, avšak na odlišné pozície v rámci disku. 5 2.2. TECHNICKÉ POZADIE povahy tomuto procesu podl’ahnút’ nemôže, je stabilnejšie a má vyššiu odolnost’. Náklady na výrobu a tým pádom aj koncová cena pre zákazníka sú však výrazne vyššie. Odrazová vrstva u CD médií s výskytom hliníka resp. striebra je pokrytá glazúrou za úˇcelomzatavenia a ochrany kovu pred vonkajšími vplyvmi, predovšetkým prienikom vzduchu, ktorý obsa- huje látky vyvolávajúce oxidáciu (kyslík v prípade hliníka a oxid siriˇcitýv prípade striebra). Technologicky zaujímavo sú riešené dvojvrstvové DVD-ROM disky. Obsahujú dve zá- znamové a dve odrazové vrstvy. Vonkajšia odrazová vrstva je polopriepustná. Laser je schop- ná zachytit’ a následne odrazit’. V d’alšom prípade za urˇcitýchpodmienok umožˇnujelúˇcu preniknút’ hlbšie k vnútornej záznamovej vrstve a odrazit’ sa až od nej. 2.2.4 Dodatoˇcnévrstvy Dalšieˇ používané vrstvy sú volitel’né a ich využitie závisí od výrobcu. Prevažne sa jedná o materiály slúžiace na zvýšenie ochrany vnútorných vrstiev, poprípade materiály umož- ˇnujúcepopisovat’ disky. Obrázok 2.1: Štruktúra vrstiev CD-R/DVD-R/DVD+R média ([1] - prevzaté a upravené) • 1 - plocha dopadu lasera • 2 - polykarbonátový substrát • 3 - organické farbivo • 4 - kovová odrazová vrstva • 5 - ochranná glazúra 6 2.2. TECHNICKÉ POZADIE • 6 - popisná plocha/dodatoˇcnéochranné vrstvy Obrázok 2.2: Štruktúra vrstiev CD-RW/DVD-RW/DVD+RW/DVD-RAM média ([1] - pre- vzaté a upravené) • 1 - plocha dopadu lasera • 2 - polykarbonátový substrát • 3 - spodná vrstva dielektrika • 4 - záznamová vrstva s premenlivými fázami • 5 - vrchná vrstva dielektrika • 6 - kovová odrazová vrstva • 7 - ochranná glazúra • 8 - popisná plocha/dodatoˇcnéochranné vrstvy 7 Kapitola 3 Prehl’ad faktorov ovplyv ˇnujúcichtrvanlivost’ informácií na optic- kých mediách • predzáznamové faktory – výber vhodného druhu a konkrétnej znaˇckymédia (stavba, kapacita) – výber záznamového zariadenia a jeho kompatibilita s vybraným médiom – výber záznamového softwaru (užívatel’ská prívetivost’, spol’ahlivost’, verifikaˇc- né a analytické schopnosti) • faktory poˇcaszáznamu – fyzická bezchybnost’ prázdneho média pred samotným záznamom – bezproblémový prienik lasera záznamového zariadenia k dátovej resp. odrazo- vej vrstve média (povrch média bez fyzického poškodenia a zneˇcistenia,bez- prašné prostredie) – plynulý prísun dát zo zdroja – poskytnutie ˇcasuna adaptáciu média na environmentálne podmienky, za akých záznam prebehne (teplota) • pozáznamové faktory – vytvorené podmienky pre pravidelné testovanie a analýzu (ne)chybovosti dát na disku – skladovacie podmienky – environmentálne vlastnosti okolia archívu (teplota, vlhkost’) – fyzická manipulácia diskom – mechanické poškodenia (škrabance) a zneˇcistenie(špina, odtlaˇckyprstov) – úroveˇnochrany pred nežiaducími vplyvmi (UV žiarenie, mikrovlnné žiarenie) 8 Kapitola 4 Predzáznamové aspekty dlhodobej archivácie 4.1 Štandardy a kompatibilita Technológie a procesy vo všetkých hospodárskych oblastiach podliehajú štandardom. Nie je tomu inak ani v oblasti optických médií a súvisiaceho vybavenia. Závisí však na producen- tovi, do akej miery dodrží resp. využije možnosti štandardizácie hodnotiac svoje finanˇcné kapacity, výrobné možnosti a v neposlednom rade aj spotrebitel’skú vyspelost’ koncového zákazníka. Podstatou štandardov v sfére optických médií je zabezpeˇceniekompatibility za- riadení a formátov. Tieto štandardy však nie sú formulované s ohl’adom na dlhodobú život- nost’ a spol’ahlivost’ média [2]. Tým pádom leží táto zodpovednost’ na užívatel’ovi, ked’že samotné výrobné štandardy nie sú dostatoˇcnouzárukou. Firmy Philips a Sony sa pokúsili vyriešit’ problematiku kompatibility zavedením tzv. MID kódu (Manufacturers Identificati- on Code), ten však riešil problém len vel’mi okrajovo. Odhliadnuc od problémov súvisiacich s inkompatibilitou starších nahrávacích mecha- ník s novými technológiami diskov, stále sa vyskytujú len vel’mi t’ažko identifikovatel’né závady. (Napr. mnohým urˇciteznáma situácia, ked’ sa médium tesne po nahratí dát javí byt’ bezproblémovo ˇcitatel’né a bezchybné a napriek tomu s ním majú zariadenia od iného výrobcu problémy.) Ako zdôvodnenie sa zvykne využívat’ pojem technická inkompatibi- lita. Práve tento jav má podstatný význam pri kombinovaní napal’ovacieho zariadenia a úložného média. Poˇcetchýb, ktoré vzniknú už pri samotnom procese nahratia informácií (napriek tomu, že tieto nemusia byt’ vôbec markantné) má radikálny vplyv na kvalitu disku z dlhodobého pohl’adu. Najvhodnejším prostriedkom, ako predíst’ podobným problémom, je experimentálne na- pálenie dát na nosiˇceviacerých druhov a od viacerých výrobcov a následné testovanie. 4.2 Výber vhodného média 4.2.1 Trh s optickými médiami Pri výbere média zohráva svoju rolu viacero faktorov. Ten najsubjektívnejší je paradoxne vnímaný najintenzívnejšie – znaˇckamédia. Tak ako je to na trhu so všetkými produktmi, tak aj na trhu optických diskov sa ustálili znaˇcky, ktoré sú považované za spol’ahlivé a kvalitné. Nie vždy je však prospešné riadit’ sa týmto „meradlom“. Trh vedie spoloˇcnostik maxima- lizácii ziskov, ˇcovšak ˇcastovedie k hromadnej produkcii nízkonákladových a nekvalitných 9 4.2. VÝBER VHODNÉHO MÉDIA výrobkov. Je potrebné rozlišovat’ medzi znaˇckoua samotným výrobcom, ktorého jednoznaˇcneiden- tifikuje údaj nachádzajúci sa na disku už z výroby. Pojem výrobca reprezentuje konkrétnu firmu, ktorá zabezpeˇcujeprodukciu vo vlastných fabrikách. ID média vyjadruje konkrétnu sériu diskov daného výrobcu. Znaˇckareprezentuje firmu, ktorá si bud’ výrobu zabezpeˇcuje prostredníctvom vlastných zdrojov, alebo (ako to je vo väˇcšineprípadov) má dohody s vý- robcami, priˇcomale produkty prezentuje a predáva pod svojim menom. Z tohto dôvodu je laxné rozhodovat’ sa pri výbere disku za úˇcelom dlhodobejšej archivácie jedine na základe znaˇckya jej dobrého mena. Za väˇcšinouz nich sa totiž skrývajú iné dodávatel’ské spoloˇc- nosti, priˇcomkvalita ich produkcie môže byt’ niekedy až prekvapivo diskutabilná. (Vid’ dodatok B.1 resp. [15] pre bližšie informácie a prehl’ad výrobcov a ich ID kódov.) 4.2.2 Faktory ovplyv ˇnujúcevýber média Vo všeobecnosti sa pre ciele dlhodobej archivácie neodporúˇcapoužívat’ média, ktoré umož- ˇnujúviacnásobný zápis resp. mazanie [1][5]. (Do tejto kategórie patria CD-RW, DVD-RW, DVD+RW a DVD-RAM médiá.) Každý cyklus zapisovania a mazania spôsobuje opotrebe- nie média. Už len samotná povaha a úˇceltýchto diskov ich predurˇcujúna intenzívne použí- vanie a manipuláciu. Napriek tomu však odborníci úplne nezavrhujú prepisovatel’né médiá na úˇcelydlhodobého uchovania dát. Naproti faktu, že pre ne zatial’ nebolo uskutoˇcnenévý- znamnejšie testovanie ako v prípade zapisovatel’ných (-R) diskov, odhadovaná životnost’ prepisovatel’ných nosiˇcovsa pohybuje okolo 25 rokov [1]. Odborná verejnost’ považuje toto obdobie za natol’ko dlhé, že s najväˇcšoupravdepodobnost’ou predbehne životnost’ samot- nej technológie [1] a v každom prípade vyvstane potreba migrácie dát na novšie technológie. Okruh vhodných kandidátov sa tým zužuje na CD-R, DVD-R a DVD+R médiá, resp. tie, na ktoré je možné nahrat’ informácie len raz. Pri ich výbere zohrávajú rolu tieto základné faktory: 4.2.2.1 Odrazová vrstva Optické disky disponujú tzv. odrazovou vrstvou, ktorej ciel’om je odrážat’ laserový lúˇcvy- slaný mechanikou. Ak táto vrstva u CD disku pozostáva z hliníka alebo zo striebra, musí byt’ zatavená glazúrou. Táto zabráni prieniku vzduchu na povrch kovu, ˇcoby mohlo spôsobit’ oxidáciu spôsobenú kyslíkom v prípade hliníka alebo oxidom siriˇcitýmv prípade strieb- ra. Výrobcovia nekvalitných médií nedávajú na túto glazúru vel’ký dôraz, ˇcospôsobuje jej rýchle opotrebenie po relatívne krátkom ˇcaseužívania. Posledné roky so sebou priniesli mnohé vylepšenia v oblasti výroby. Producenti zapi- sovatel’ných médií zaˇcaliintenzívnejšie využívat’ zliatiny striebra, ktorých náchylnost’ oxi- dovat’ je výrazne menšia ako náchylnost’ hliníka. Najvyššiu kvalitu však poskytujú médiá vybavené odrazovou vrstvou zo zlata. 10 4.2. VÝBER VHODNÉHO MÉDIA 4.2.2.2 Organické farbivo V poˇciatkochsa ako farbivo využíval cyanín, ktorého odhadovaná poˇciatoˇcnáskladovacia životnost’ bola cca. 10 rokov [5]. Tento údaj však požiadavky dlhodobej archivácie dostatoˇc- ne nesp´lˇnal.Firma Taiyo Yuden prišla na trh s farbivom super-cyanín, ktorý bol chemicky stabilizovanou verziou vyššie spomínaného cyanínu. Spoloˇcnost’ TDK nechcela ostat’ po- zadu a predstavila svoju verziu super-cyanínu, ktorý bol stabilizovaný na báze kovov. Obe firmy proklamovali ich stabilitu po dobu minimálne 70 rokov. Mitsubishi sa vydalo inou cestou a vyvinulo farbivo s názvom azo. Jeho výrobcami deklarovaná chemická stabilita je okolo 100 rokov. Tretím typom používaného farbiva je ftalocyanín vyvinutý firmami Mitsui a Ciba. Na trh bol uvádzaný s tvrdením, že je odolnejší voˇciUV žiareniu a teplu ako cyanín ˇciazo. Americká organizácia NIST (National Institute of Standards and Technology) vykonala experimentálne testy, z ktorých v rámci testovaného vzorku ako najlepšia dostupná kombi- nácia organickej a odrazovej vrstvy u CD-R diskov vyšiel ftalocyanín v spojení so zliatinou zlata a striebra [4]. Ako už bolo spomenuté, u DVD diskov je informácia o použitom organickom farbive ne- prístupnejšia než u CD diskov. Fakt, že nosiˇceobsahujú zhotovitel’mi zabudované základné informácie vrátane užitého farbiva, neul’ahˇcujevýber pri kúpe. Tieto údaje je totiž relatívne komplikované získat’ priamo na mieste a v ˇcasenákupu. Názov farbiva Odrazová vrstva zlatá Odrazová vrstva strieborná cyanín zelený zelený/modrý ftalocyanín zlatý/zelenozlatý strieborný azo tmavozelený tmavomodrý formazan a zelený/zlatý - a. hybrid cyanínu a ftalocyanínu Tabul’ka 4.1: Sfarbenie ˇcítacejplochy CD pri rôznych kombináciách organického farbiva a odrazovej vrstvy [1][17] 4.2.3 DVD-R vs. DVD+R V roku 2002 vznikla pre vtedajšie DVD-R/RW médiá (vyvinuté organizáciou DVD Forum) konkurencia vo forme DVD+R formátu (DVD+RW Alliance). Ten mal pri svojom nástupe na trh t’ažkú pozíciu. Prvý typ DVD diskov mal k dobru 5 rokov svojej existencie a neotra- sitel’né postavenie na trhu. Zaˇcalasa tzv. formátová vojna. Napriek výraznej technologickej príbuznosti DVD-R/RW a DVD+R/RW médií dispo- nujú druhé menované niektorými technickými detailmi na vyššej úrovni [5][14]: • Pre-Pit vs ADIP adresovací systém: Úložné médium musí mat’ zadefinovaný adre- sovací systém, aby bolo možné identifikovat’ jednotlivé pozície na disku. DVD-R 11 4.2. VÝBER VHODNÉHO MÉDIA používa systém využívajúci predpripravené pity umiestnené pozd´lž stopy (v rámci ECC bloku nesú dokopy 192 bitov informácií). Nový druh DVD priniesol kmitanie (wobble) s vyššou frekvenciou a adresovanie je realizované prostredníctvom jeho fá- zovej modulácie (ADIP – Address in Pre-groove). Táto technológia je odolnejšia voˇci externým rušeniam (elektrický šum, problémy so zameraním lasera) a je spol’ahli- vejšia pri vyšších otáˇckachdisku. • pred záznamom musí disk poskytnút’ informácie o sebe záznamovému zariadeniu, aby bolo schopné korektne nastavit’ svoje parametre (rýchlost’ toˇceniadisku, inten- zitu lasera). DVD+R/RW disky poskytujú týchto informácií o sebe ovel’a viac, ˇco umožˇnujepresnejšie nastavenie záznamovej mechaniky. • so vstupom DVD+RW na trh zaˇcalapodpora tzv. Defect Managementu (okrem iného hardwarová autodetekcia chybných ECC blokov) • vylepšené linkovanie (prepojenie dát v prípade prerušenia a následného pokraˇcova- nia zápisu) • lepšie riešená technológia Multisession1 Zhrnutie pravidiel pri výbere archivaˇcnéhooptického média: • na základe prieskumu trhu nakúpit’ širšie spektrum médií proklamovaných ako kva- litných (rôzne druhy od rôznych výrobcov) pre poˇciatoˇcnétestovanie a výber. (Je potrebné zvážit’, ˇcije úˇcelnésledovat’ cenu. V porovnaní s hodnotou informácií je to väˇcšinouzanedbatel’ná položka.) • nahrat’ dáta a nosiˇcenásledne otestovat’ na výskyt logických chýb • otestovat’ viacero zapisovacích rýchlostí a taktiež brat’ ohl’ad na vzájomnú kompati- bilitu disku a mechaniky • na základe výsledkov testov vyhodnotit’ 3 najvhodnejšie znaˇcky/typy;pokial’ mož- no so zastúpením minimálne dvoch druhov farbív (ideálne ftalocyanín a azo) • v prípade masovej archivácie sa ubezpeˇcit’, že neskôr dodané disky odpovedajú tes- tovaným vzorkám • pred kúpou väˇcšiehomnožstva médií je užitoˇcnési na Internete naštudovat’ ˇciuž z diskusných fór alebo odborných ˇclánkov 2 aktuálne informácie dostupné pre kon- krétnu znaˇcku,nakol’ko je situácia na trhu dynamická a rýchlo sa mení. V súˇcasnosti 1. Multisession – možnost’ záznamu po ˇcastiach,priˇcomje umožnené priebežné ˇcítaniedát. Každá ˇcast’ zá- znamu (relácia - session) DVD-R média si vyžaduje zaˇciatokv podobe tzv. „border-in“ zóny (s výnimkou prvej, ktorá zaˇcína„lead-in“ zónou) a ukonˇcenie„border-out“ zónou. Vel’kosti týchto zón sa pohybujú v rozmedzí 32-96 MB pri prvej relácii a 6-18 MB pri nasledujúcich reláciách. Okrajové zóny „plusových“ médií („intro“ a „closure“) si naproti tomu vystaˇciakaždá s 2 MB [14]. 2. napr. renomovaný server 12 4.2. VÝBER VHODNÉHO MÉDIA sa však za najlepšiu vol’bu považujú médiá znaˇciekTaiyo Yuden a Verbatim, pop- rípade Panasonic, Hitachi Maxell, Sony, TDK alebo Ricoh [5][15]. I u nich sa však vyskytujú menej kvalitné série. Za najkvalitnejšie farbivo je považovaný ftalocyanín [4][16], ktorý je v ideálnom prípade kombinovaný so zlatou odrazovou vrstvou. 13 Kapitola 5 Proces záznamu 5.1 Softwarové a hardwarové záznamové príslušenstvo Ako už bolo spomenuté v súvislosti s výberom samotných záznamových médií, aj pre har- dwarové a softwarové príslušenstvo platí pravidlo, že spotrebitel’ by sa mal orientovat’ na známe znaˇckya produkty považované za spol’ahlivé a kvalitné. Dôležitou súˇcast’ou pro- cesu dlhodobej archivácie je testovanie: pred záznamom dát (ak je médium po zakúpení vystavené dlhšej neˇcinnostia prvotné nahratie informácií prebehne až po dlhšom ˇcase),po zázname a samozrejme aj poˇcascelého priebehu archivaˇcnéhoprocesu. Výber vhodného softwaru je predovšetkým subjektívnou záležitost’ou užívatel’a. Apli- kácie sa navzájom odlišujú rôznymi vlastnost’ami: jednoduchost’ inštalácie, podpora uží- vatel’a po zakúpení produktu, podporované záznamové metódy a typy médií, prívetivost’ a jednoduchost’ užívatel’ského rozhrania, cena. Odporúˇcasa otestovat’ si viacero na trhu dostupných produktov a následne urˇcit’ svojho favorita. Záznamový hardware je položka, na ktorej sa v prípade dlhodobého archivaˇcnéhoplánu neoplatí šetrit’. Procesy ˇcítaniaresp. záznamu dát na optický disk si vyžadujú maximálnu presnost’ vyslaného lasera, na ktorú má okrem iného vplyv aj výrobná kvalita zariadenia. 5.2 Prienik laserového lúˇcak záznamovej vrstve V momente, kedy je užívatel’ rozhodnutý pre konkrétny hardware a software, nastáva po- treba zabezpeˇcit’ plynulý priebeh záznamu. Cokol’vek,ˇ ˇcomôže znemožnit’ prienik laseru cez polykarbonátovú vrstvu až k vrstve záznamovej, by mohlo mat’ za následok neúspech. Okolité prostredie musí byt’ bezprašné. Odporúˇcasa vyˇcistit’ napr. stlaˇcenýmvzduchom v plechovke ˇcítaciuplochu disku ako aj útroby mechaniky. Negatívny vplyv má taktiež náhla zmena teploty okolia. Ak sa médium nachádza v iných teplotných podmienkach, než v akých dôjde k záznamu informácií, je vhodné ponechat’ mu ˇcasna adaptáciu na nové prostredie. Bezproblémovost’ záznamu je taktiež podmienená plynulým tokom dát zo zdroja. Jeho prerušenie spôsobí tzv. podteˇceniepamäte (buffer underrun). Napriek rozšíreným metó- dam zabraˇnujúcimtakýmto situáciám (buffer underrun protection, dynamické prispôsobe- nie rýchlosti zápisu atd’.) sa odporúˇcaˇconajmenej (ak vôbec) zat’ažovat’ procesor poˇcítaˇca inými aktivitami. 14 5.2. PRIENIK LASEROVÉHO LÚCAKZÁZNAMOVEJVRSTVEˇ Zhrnutie pravidiel pre proces záznamu na optické médium: • testovat’ médium v prípade, že nebolo obstarané krátko pred zamýšl’aným zázna- mom • pravidelná defragmentácia pevného disku (inkonzistencia zdrojových dát si vynu- cuje ˇcastejšípohyb ˇcítacejhlavy a tým je prísun dát negatívne poznaˇcený) • na pevnom disku vytvorit’ partíciu pre uloženie dát urˇcenýchpre záznam na optický disk • z týchto dát vytvorit’ obraz (image) • ubezpeˇcit’ sa, že na koncovom médiu je dostatok vol’nej kapacity • používat’ tzv. mono-session záznamový režim DAO (Disc At Once) • nezat’ažovat’ procesor nadbytoˇcnýmiˇcinnost’ami • po zázname vykonat’ verifikáciu dát (porovnanie dát na disku so zdrojovými infor- máciami). Túto možnost’ ponúkajú napal’ovacie programy a taktiež programy tretích strán. • testovat’ disky za úˇcelomodhalenia potenciálnych (na prvý pohl’ad však ˇcastone- identifikovatel’ných) chýb • pre každý disk vytvorit’ dve kópie a rozdelit’ ich podl’a nasledujúceho kl’úˇca: – hlavný (master) disk archivovaný v adekvátnych podmienkach (vid’ nasledov- né kapitoly) – pracovný (working) disk pre bežné používanie – záložný (safety) disk, ktorého organické farbivo by malo byt’ odlišné od farbiva použitého u hlavného disku a mal by byt’ taktiež uskladnený na inom mieste 15 Kapitola 6 Pozáznamové aspekty dlhodobej archivácie 6.1 Logické chyby, testovanie a analýza 6.1.1 Logické chyby Pri pravidelnom testovaní je nevyhnutné zaznamenávat’ výsledky pre ich budúce porovna- nie a analýzu. Tá je podstatná pri zaoberaní sa nasledujúcimi pojmami v súvislosti s dlho- dobou archiváciou: • Life Expectancy (LE) (odhadovaná životnost’) väˇcšinouvyjadrovaná v rokoch. Vy- jadruje odhadovanú dobu, po ktorú je možno dáta na disku sprístupnit’ bez výskytu neopravitel’ných chýb. • Shelf Life („zásuvková“ životnost’) reprezentuje dobu (ˇcas),poˇcasktorej je prázdne médium vhodné pre záznam informácií • End of Life (EOL) (koniec životnosti) znaˇcísituáciu, kedy je poˇcetopravitel’ných chýb tak vysoký a závažný (BLER >= 220 resp. PI Sum8 >= 280), že výskyt neopra- vitel’ných závad je vysoko hroziaci a neodvratný, resp. ked’ sa neopravitel’ná chyba vyskytne Parametre, ktoré nás pri testovaní zaujímajú: • Jitter – kolísavost’ resp. nepresnost’ v synchronizácii signálu s referenˇcnýmihodi- nami. Špecifikácia CD definuje ako akceptovatel’nú maximálnu hranicu 35nm [4]. U DVD sa používa vyjadrenie v percentách a prijatel’né hodnoty sú menšie resp. rovné 9 % u DVD+R/RW [9][10] a 8 % u DVD-ROM/R/RW [6][7][8]. • BLER (BLock Error Rate; len u CD) je definovaný ako poˇcetdátových blokov s as- poˇnjedným výskytom chybnej informácie nameraný poˇcasjednej sekundy. Tento indikátor je meraný na vstupe C1 dekodéru (prvá úroveˇnprocesu opravy chýb) a dá sa vyjadrit’ vzt’ahom BLER = E11 + E21 + E31 (suma E11, E21 a E31 poˇcasjednej sekundy) [13]. Limitná akceptovatel’ná hranica BLERu je 220 (Audio CD Red Book). • E32 (resp. EXY chyby; len u CD) prezentuje detekovanie a opravu chýb na jednotli- vých úrovniach opravného procesu C1 a C2. „X“ reprezentuje poˇcetchýb a „Y“ re- prezentuje úroveˇndekodéru (C1 alebo C2). Každá úroveˇndokáže opravit’ dve chyby v bloku. Z toho vychádzajú nasledovné možnosti [13]: 16 6.1. LOGICKÉ CHYBY, TESTOVANIE A ANALÝZA – E11 – 1 chyba detekovaná a opravená úrovˇnouC1 – E21 – 2 chyby detekované a opravené úrovˇnouC1 – E31 – 3 chyby detekované ale neopravené úrovˇnouC1 (nasleduje posunutie úrovni C2) – E12 – 1 chyba detekovaná a opravená úrovˇnouC2 – E22 – 2 chyby detekované a opravené úrovˇnouC2 (výskyt E22 je vysoko nežia- duci a predznamenáva výrazné zhoršenie stavu média) – E32 – 3 chyby detekované ale neopravené úrovˇnouC2 (dáta nie sú ˇcitatel’né; výskyt E32 má z pohl’adu stavu CD disku katastrofálne následky) • PIE (Parity Inner Error; len u DVD) – detekované chyby, na ktoré je následne apli- kovaný opravný kód Parity Inner. Dáta na DVD médiách sú reprezentované dvoj- rozmerným pol’om – ECC blokom. PIE je poˇcetriadkov pol’a s minimálne jednou chybou1. DVD špecifikácie ECMA ([6][7][8][9][10]) stanovili maximálny akceptova- tel’ný poˇcetPIE chýb (t.j. riadkov s minimálne jednou chybou) v ôsmich za sebou nasledujúcich ECC blokoch na 2802 (oznaˇcujesa tiež ako PI Sum8). • POE (Parity Outer Error; len u DVD) – chyba neopravitel’ná Parity Outer kódom. Chyby, ktoré nie sú opravitel’né metódou Parity Inner (nastalo zlyhanie PIF – Pari- ty Inner Failure), sú následne posunuté Parity Outer kódu. Špecifikácie uvádzajú, že poˇcettýchto chýb (t.j. neopravitel’ných PIE chýb pred aplikáciou PO kódu) by v rám- ci jedného ECC bloku nemal presiahnut’ 4 [9][10]. Ak ani pomocou prídavných PO informácií nie je možné opravit’ resp. sprístupnit’ informácie, nastáva POF (Parity Outer Failure), chyba nie je opravitel’ná a dáta sú neˇcitatel’né. Ked’že je POE chyba neopravitel’ná, nie je akceptovatel’ný jej akýkol’vek výskyt. • FBE (Frame Burst Errors) alebo aj BERL (Burst Error Length) [2] popisujú chyby nad viacerými za sebou nasledujúcimi dátovými blokmi. Zdôrazˇnujúzávažnost’ chybo- vosti, v ˇcomspoˇcívaaj rozdiel vo výpovednej hodnote medzi BLER/PIE a FBE/BERL. BLER/PIE môžu totiž vo výsledku naznaˇcit’ malý výskyt chýb, tie sa však môžu na- chádzat’ koncentrovane, ˇcoznižuje úˇcinnost’ opravných kódov. 6.1.2 Testovanie a analýza Vzhl’adom na pomerne nedeterministický charakter fyzikálnych a chemických procesov optického disku je nevyhnutné vykonávat’ pravidelné testovanie resp. analýzu. Nástroje 1. ECC (Error Correction Code) blok DVD média má 208 riadkov, z ktorých 16 je vyhradených pre Parity Outer opravné informácie. Riadok má 182 bajtov, priˇcomposledných 10 je vyhradených pre Parity Inner opravné informácie. 2. Praktické skúsenosti priviedli však odborníkov k zníženiu hraniˇcnýchhodnôt na 25 % úroveˇn[2] hodnôt uvedených v štandardoch (tj. cca. 50 u BLER a cca. 70 u PIE). 17 6.1. LOGICKÉ CHYBY, TESTOVANIE A ANALÝZA FBE menej ako 6 BLER priemer menej ako 10 BLER najvyšší nameraný menej ako 50 E22 0 E32 0 Jitter menej ako 35nm Tabul’ka 6.1: Akceptovatel’né hranice chybových parametrov archivaˇcnéhoCD-R média [2][4] sú rôzne. Producenti a vývojári testovacích technológií ponúkajú softwarové aj hardwarové riešenia. Hardwarové sa považujú za spol’ahlivejšie a profesionálnejšie, tomu však aj od- povedajú ich výrazne vyššie obstarávacie finanˇcnénáklady (rádovo tisíce až desiatky tisíc USD). Takéto vysoké vstupy si môžu dovolit’ len väˇcšiefirmy, ktoré však mávajú na starosti rádovo väˇcšiemnožstvá informácií a tým pádom sa do popredia dostáva otázka zameni- tel’nosti tejto archivaˇcnejtechniky za odborníkmi viac presadzované možnosti (magnetické pásky, diskové polia atd’.). Organické súˇcastidiskov vyplývajúc zo svojej chemickej povahy podl’ahujú procesom, ktoré za ideálnych podmienok prebiehajú vel’mi pomaly a prejavili by sa na kvalite média až po desiatkach rokov. Tie sa archivaˇcné(prezervaˇcné)stratégie snažia ˇconajviac spoma- lit’, zabránit’ im úplne však možné nie je. Nesprávnymi skladovacími podmienkami a ne- vhodným zaobchádzaním sa priebeh týchto chemických reakcií zrýchl’uje. Toto je príˇcinou nevyhnutnosti pravidelného testovania. Používané sú dve základné varianty pre vytvorenie testovacích podmienok: • Kombinácia mechaniky a testovacieho softwaru. Cenovo menej nároˇcnériešenie. Využívajú sa na trhu bežne dostupné mechaniky, ktoré sú okrem základných oˇcaká- vaných vlastností (zapisovanie a ˇcítanie)vybavené aj možnost’ami testovania diskov na výskyt chýb. Niektorí výrobcovia mechaník následne vyvinú softwarové testova- cie nástroje špeciálne urˇcenépre zariadenia ich vlastnej výroby. Alternatívou sú uni- verzálne aplikácie kompatibilné s mechanikami viacerých výrobcov (vid’ dodatok B.2). • Zariadenie špeciálne urˇcenépre testovacie úˇcely. Variant pomerne nároˇcnýna fi- nanˇcnévstupy. Jedná sa o zariadenia špeciálne vyvíjané pre úˇcelytestovania optic- kých médií. Sú ovel’a presnejšie, spol’ahlivejšie a testy nimi vykonané majú spravidla objektívnejšiu výpovednú hodnotu. Väˇcšinalaboratórií, ktoré vypracovali relevant- né experimentálne štúdie, využívajú tieto zariadenia (vid’ dodatok B.3). Vzhl’adom na relatívne krátke obdobie existencie optických médií nie je možné uskutoˇcˇno- vat’ klasické experimenty, pri ktorých by sa sledovala zmena stavu pri bežnom plynutí ˇcasu. Z tohto dôvodu sú vedci nútení vykonávat’ testy simulovaného starnutia, pri ktorých vy- užívajú tzv. Eyringov model ako pomôcku pri urˇcovaníodhadovej životnosti. Pri testovaní 18 6.2. FAKTORY OVPLYVNUJÚCEˇ FYZICKÝ STAV A ŽIVOTNOSTˇ vplyvu teploty a vlhkosti prostredia využili vedci z inštitúcie NIST nasledovný Eyringov model [3]: a ∆H/kT (B+C/T )RH t50 = AT e e Rovnica 6.1.1: Eyringov model Priˇcom: • t50 je ˇcasdo dosiahnutia 50 % chybovosti média (100 % = EOL) • A je predexponenciálna ˇcasovákonštanta • Ta je predexponenciálny ˇcasovýfaktor • ∆H je aktivaˇcnáenergia jednej molekuly • k je Boltzmannova konštanta • T je teplota • B a C sú exponenciálne konštanty relatívnej vlhkosti • RH je relatívna vlhkost’ Zhrnutie pravidiel pre testovanie a analýzu optických médií: • testovat’ všetky prázdne disky, ktoré majú obsahovat’ dôležité dáta • nepoužívat’ disky, ktoré nesplnia základné predzáznamové kritériá • pravidelne testovat’ štatisticky relevantnú a dostatoˇcnúvzorku diskov v rámci ar- chívu • uchovávat’ záznamy o testovaní • uskutoˇcnit’ migráciu dát na nový disk pri výskyte/náznaku zhoršenia stavu pôvod- ného disku 6.2 Faktory ovplyv ˇnujúcefyzický stav a životnost’ V nadpise uvedenou problematikou sa do najväˇcšejmiery zaoberal Fred Byers vo svojej štúdii Care and Handling of CDs and DVDs - A Guide for Librarians and Archivists [1] a prevažne z nej boli ˇcerpanéinformácie pre obsah tejto kapitoly. 19 6.2. FAKTORY OVPLYVNUJÚCEˇ FYZICKÝ STAV A ŽIVOTNOSTˇ 6.2.1 Environmentálne vplyvy a skladovanie 6.2.1.1 Teplota, vlhkost’ a slneˇcnéžiarenie Všetky tri ˇcinitelemajú pri hodnotách mimo rozumného priemeru závažný vplyv na stav optického nosiˇca,nakol’ko menia jeho chemické vlastnosti a stav (zvyšujú tepelnú a kine- tickú energiu molekúl). Špeciálne u týchto aspektov je taktiež nevhodné vystavovat’ disky náhlym zmenám intenzity ich úˇcinku,pretože by mohli byt’ mimo iné vyvolané neželaná kondenzácia alebo aj prehnutie disku. V prípade záznamu v podmienkach odlišných od podmienok skladovacích je potrebné ponechat’ disk adaptovat’ sa na tie nové, a to za kon- trolovaného a regulovaného (za ideálnych okolností automatizovaného) dozoru. Na základe viacerých zdrojov a vlastného skúmania stanovil Fred Byers [1] odporúˇcanú skladovaciu teplotu resp. relatívnu vlhkost’ na 4 ◦C – 20 ◦C resp. 20 % - 50 %. Címˇ je zámer archivácie dlhodobejší, tým nižšia hodnota v rámci daných intervalov by mala byt’ apliko- vaná. Zdroje použité ako základ pre stanovenie týchto hodnôt ([1] str. 16) sa však pomerne výrazne rozchádzajú v názoroch na akceptovatel’nú rýchlost’ zmeny teploty resp. vlhkosti pri adaptácii na nové podmienky: 0,6 ◦C/deˇnaž 15 ◦C/hodina resp. 5 %/deˇnaž 10 %/ho- dina. Vplyv svetelného žiarenia na ROM disky je považovaný za minimálny až zanedbatel’ný. Prejavil by sa jedine na polykarbonátovej vrstve. Za bežného osvetlenia miestnosti umelým svetlom resp. slneˇcnýmžiarením vnikajúcim cez okno by sa však následky prejavili až po niekol’kých desat’roˇciachzmenou zafarbenia. Zapisovatel’né a prepisovatel’né disky sú výrazne citlivejšie na slneˇcnélúˇce,predovšet- kým na tepelnú energiu nimi tvorenú. Vel’ká ˇcast’ ultrafialového (UV) žiarenia zo slnka je zachytená sklom (resp. plexisklom), avšak nižšie frekvencie (infraˇcervenéžiarenie) už nie sú. Intenzívne množstvo tepelnej energie zvyšuje kinetickú energiu molekúl farbiva zapi- sovatel’ných médií a taktiež znehodnocuje záznamovú znaˇcneteplocitlivú dátovú vrstvu prepisovatel’ných médií. Prenikaniu vlhkosti na povrch a do útrob optického nosiˇcaje potrebné zabránit’ z dô- vodu hroziacej chemickej reakcie s látkami užitými v rámci disku (napr. kyslík spôsobujúci oxidáciu hliníka). Ak je úˇcinokminimálny a tým pádom bez trvalých následkov, disk bude nad’alej ˇcitatel’ný. Inštitút NIST vykonal jednoduchý experiment, poˇcasktorého ponoril CD disk do ˇcistej vody na 24 hodín. Po vybratí a osušení povrchu bol pokus o prehratie neúspešný. Po d’alších 24 hodinách sušenia (resp. ponechania) v bežných izbových podmienkach bol však opät’ bezproblémovo ˇcitatel’ný. 6.2.1.2 Kontakt s rozpúšt’adlami Kontakt optických diskov so silnými rozpúšt’adlami (acetón, benzén) sa vyslovene neodpo- rúˇca.Mohli by totiž rozpustit’ polykarbonátovú vrstvu, bez ktorej je médium nepoužitel’né. Menej agresívne látky ako izopropylalkohol alebo metanol sú v rozumne malých dávkach akceptovatel’né, nakol’ko sa rýchlo vyparujú. 20 6.2. FAKTORY OVPLYVNUJÚCEˇ FYZICKÝ STAV A ŽIVOTNOSTˇ 6.2.1.3 Magnetické, röntgenové a mikrovlnné žiarenie, radiácia Ich vplyv je nasledovný: • magnetizmus nemá žiadny vplyv • röntgenové žiarenie (detektory kovov) je taktiež bez úˇcinku • mikrovlnné žiarenie optické médium poškodí • radiácia je z pohl’adu disku neškodná 6.2.1.4 Uskladnenie Väˇcšieinštitúcie s kvantami informácií urˇcenýmipre archiváciu sa musia zamýšl’at’ nad technickou realizáciou uskladnenia omnoho sofistikovanejším spôsobom než bežný užíva- tel’. Pre toho existuje viacero na trhu dostupných variant, poˇcnúcuzamykatel’nými kuframi a konˇciacbežnými plastovými obalmi a stojanmi. Tie vo väˇcšineprípadov sp´lˇnajúzákladné podmienky vhodnosti pre uskladnenie optic- kého média. Ich konštrukcia zabezpeˇcujez pohl’adu ˇcítacejplochy bezkontaktné uloženie do obalu a zabraˇnujeprieniku neˇcistôt.Vyžadovaná je však aj zodpovednost’ spotrebitel’a spoˇcívajúcavo vyberaní disku z obalu jedine na ˇcasnevyhnutný pre nahratie resp. užitie dát a v následnom okamžitom opätovnom uložení. Pri vyberaní je potrebné zaobchádzat’ opatrne, aby nedošlo k výraznému ohybu média. Neodporúˇcasa vkladat’ do obalu väˇcšípoˇcetdiskov než na kol’ko je uspôsobený. Záro- veˇnsa neodporúˇcapri skutoˇcnedlhodobom zámere uskladnenia uložit’ do obalu s médiom zároveˇnaj štítok pre popisovanie (booklet). Ten môže teoreticky pritiahnut’ a naviazat’ na seba vlhkost’ a tým zvýšit’ humiditu svojho okolia. Pre dlhodobé uskladnenie je nutné uložit’ médiá do vertikálnej polohy. 6.2.2 Vplyv fyzickej manipulácie na povrch disku 6.2.2.1 Škrabance Vplyvom neopatrného zaobchádzania s diskom môže dôjst’ k škrabancom (ryhám). V ta- komto momente je podstatné, ktorá strana disku (ˇcítaciaalebo popisná) je zasiahnutá a do akej h´lbky poškodenie zasahuje. Menšie zásahy na ˇcítacejstrane disku väˇcšinouvýrazné problémy nespôsobujú. Nachá- dzajú sa v oblasti polykarbonátovej vrstvy, ktorej jednou z hlavných úloh je poskytovat’ ochranu pre ostatné citlivejšie vrstvy. Môžu síce st’ažit’ prechod laseru až k dátovej oblasti disku, pre takéto prípady sú však nasadzované detekˇcnéa opravné kódy mechaniky. Hlb- šie škrabance fyzicky zasahujúce ˇciuž do dátovej alebo odrazovej vrstvy majú za následok znehodnotenie média. ECC kódy sú v týchto situáciách bezmocné. 21 6.2. FAKTORY OVPLYVNUJÚCEˇ FYZICKÝ STAV A ŽIVOTNOSTˇ Popisná strana CD disku je na škrabnutie omnoho citlivejšia než strana ˇcítacia.Odrazová vrstva sa nachádza totiž blízko jej povrchu. Aj menší škrabanec môže znehodnotit’ odrazovú vrstvu, ktorej náprava nie je uskutoˇcnitel’ná. Popisná strana SS (Single Sided) DVD médií je voˇciškrabancom relatívne odolná. Dáto- vá aj odrazová vrstva sa nachádzajú približne v strede disku a z oboch strán sú chránené polykarbonátom. Len skutoˇcnehlboké škrabance (ˇciuž z jednej alebo druhej strany) by ich mohli fyzicky zasiahnut’. Škrabance v tangenciálnom smere (smer ˇcítanialaserom) sú nebezpeˇcnejšienež škraban- ce v radiálnom smere (smer od stredu disku k jeho vonkajšiemu okraju), nakol’ko postihujú viacero dátových blokov za sebou (FBE/BLER chyby) a tým znižujú úˇcinokopravných kó- dov. 6.2.2.2 Neˇcistoty, prach a odtlaˇckyprstov Neˇcistoty, prach a odtlaˇckyprstov znižujú intenzitu, v horšom prípade úplne znemožnia prienik laserového lúˇcak dátovej vrstve alebo odklonia jeho smer. Mechanické aktivity me- chaniky môžu spôsobit’ jej zanesenie od zneˇcistenéhomédia, ˇcotaktiež vedie k zhoršeniu kvality ˇcítaciehoresp. zapisovacieho procesu. Na rozdiel od škrabancov je možné odstránit’ ich vyˇcistením. 6.2.2.3 Popisovanie média Popisovaˇcesú vyrábané na troch základných bázach: vodná, alkoholová a báza aromatic- kých rozpúšt’adiel. Najbezpeˇcnejšiea najvhodnejšie je používat’ popisovaˇcena báze vody. Napriek tomu sú však vhodné aj alkoholové, nakol’ko látky v nich obsiahnuté nedosahujú agresivity látok na báze aromatických rozpúšt’adiel. Posledné menované sú nevhodné mi- nimálne pre CD disky, ktorých odrazová vrstva sa nachádza blízko k popisnej strane disku. Napriek odolnosti polykarbonátovej vrstvy medzi popisným povrchom disku a odrazovou vrstvou u DVD sa aj pre tento druh médií odporúˇcadržat’ sa konvencií zavedených u CD (t.j. radšej nepoužívat’ produkty obsahujúce aromatické rozpúšt’adlá). Najväˇcšiuistotu spotrebitel’ docieli popisovaním priehl’adnej oblasti pri strede disku, ktorá nenesie žiadne informácie. 6.2.2.4 Ohýbanie Ohýbanie optického média je nežiaduce. Môže byt’ spôsobené nesprávnou manipuláciou, vplyvom lepiacej látky popisného štítku alebo dlhodobým uskladnením v horizontálnej po- lohe pri nevhodnej teplote. Ako už bolo spomenuté, pre dlhodobé uloženie je najvhodnejšia vertikálna poloha. 22 6.2. FAKTORY OVPLYVNUJÚCEˇ FYZICKÝ STAV A ŽIVOTNOSTˇ 6.2.2.5 Lepenie štítkov Pri dlhodobom zámere uskladnenia (viac ako 5 rokov) sa neodporúˇcalepit’ štítky na optic- ké disky. Štítky majú tendenciu v priebehu ˇcasumenit’ svoj tvar, ˇcomá vplyv aj na samotný disk. Vyskytli sa taktiež výnimoˇcnéprípady, kedy obsah lepivej látky reagoval s ochran- ným lakom na povrchu disku. Odliepanie štítku z povrchu CD nie je vhodné z dôsledku hroziaceho poškodenia odrazovej vrstvy nachádzajúcej sa blízko povrchu. Toto síce neplatí u DVD, napriek tomu je však potrebné sa tomu vyhnút’. Odlepenie štítku alebo jeho ˇcasti by mohlo mat’ za následok stratu ideálneho balansu disku pri vysokých otáˇckach. Na druhej strane pri krátkodobom pláne môže nalepený popisný štítok poskytnút’ istú formu ochrany. Stále je s tým však spojených mnoho rizík. Štítky sú citlivejšie na rôzne environmentálne vplyvy ako samotné optické média. Tento fakt môže rezultovat’ do straty tvaru štítku ako aj samotného disku. Dôležité je taktiež správne centrovanie pri lepení štítku na disk. 6.2.2.6 Tlaˇcna popisnú stranu disku Tlaˇcna popisnú stranu je možná jedine v prípade, že povrch disku je vybavený vrstvou (dodanou väˇcšinoupri výrobe), na ktorú je možno tlaˇcit’. Ak sa spotrebitel’ rozhodne vy- užit’ takúto možnost’, odporúˇcasa použit’ techniku potlaˇcecelej plochy pre rovnomerné rozloženie látky užitej pri tlaˇcení. Do popredia sa dostávajú technológie (LabelFlash, LightScribe), ktoré nevyužívajú kla- sickú formu tlaˇcenia.Obrazce sú vytvárané laserom mechaniky smerujúcim na popisnú stranu disku (po zázname dát sa médium jednoducho otoˇcía aplikujú sa popisné infor- mácie). Balans disku pri otáˇcaníohrozený nie je. Jedinou podmienkou využitia týchto tech- nológií je vzájomná podpora optického média a mechaniky. 6.2.2.7 Opotrebenie vplyvom hardwaru Optické ˇcítaniea zápis sú postavené na bezkontaktných procesoch, ktoré tým pádom ne- spôsobujú žiadne výrazné opotrebenie. Teoreticky sa môže kumulatívny vplyv lasera odrazit’ na zhoršení stavu polykarbonáto- vej vrstvy ROM, R aj RW/RAM diskov, konkrétne prípady sa však zatial’ nevyskytli resp. neboli zdokumentované. Poˇcetˇcítanízapisovatel’ného disku sa považuje za obmedzený. Císelnéˇ odhady sa však pohybujú v reláciách, ktoré umožˇnujúpovažovat’ opotrebenie spôsobené opakovaným ˇcí- taním za zanedbatel’né. Na prepisovatel’ných médiách (CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM) sa opotrebe- nie prejavuje najmarkantnejšie. Každý cyklus nahratia a ˇcítaniadát znižuje jeho životnost’. Tá je u RW diskov odhadovaná na cca. 1000 cyklov a u RAM diskov na cca. 100 000 cyklov [1]. 23 6.3. CISTENIEDISKUˇ 6.3 Cistenieˇ disku Pravidelné ˇcistenienie je potrebné. Vyžaduje sa jedine v konkrétnych situáciách (príprava na ˇcítanie,záznam alebo príprava na uskladnenie, viditel’né zneˇcistenie). Ako už bolo uvedené, agresívnym organickým rozpúšt’adlám je nutné sa vyhnút’. Pou- žitie tých menej agresívnych je však akceptovatel’né. Alternatívou sú vodné saponáty s ob- sahom jemných mydiel alebo napr. prípravky na ˇcisteniešošoviek. Odstraˇnovanieneˇcistôtsi vyžaduje zvýšenú opatrnost’, aby sa predišlo škrabancom. Zhrnutie pravidiel pre ˇcistenieoptického disku: • prach odstraˇnovat’ prúdom vzduchu • na stieranie používat’ látku zo semišu alebo jemnej bavlny (urˇcitevšak nie papier alebo ˇcokol’vek drsné) • pokúsit’ sa o vyˇcisteniesuchou látkou pred použitím akýchkol’vek prípravkov • stierat’ jedine v smere od stredu disku smerom k jeho okraju • používajte komerˇcnedostupné saponáty resp. prostriedky špeciálne urˇcenépre ˇcis- tenie povrchu optického disku (ako alternatívu napr. izopropylalkohol alebo meta- nol) 24 Kapitola 7 Záver Archivácia pomocou optických médií je len jednou z mnohých možností, ktoré súˇcasnétech- nológie a trh ponúkajú. Vzhl’adom na poˇcetnost’ a rôznorodost’ možných spotrebitel’ových potrieb a technologických riešení nie je možné jednoznaˇcneurˇcit’, ˇcije práve tento variant všeobecne vhodný alebo nie. CD a DVD disky sa stali populárne predovšetkým vd’aka svo- jej jednoduchej prenositel’nosti, (relatívne) širokej podpore zo strany výrobcov výpoˇctovej techniky a bezkonkurenˇcnémupomeru kapacity a obstarávacej ceny. Finanˇcnávýhodnost’ vol’by tohto variantu je však vel’mi relatívna. S dobou trvania archivácie úmerne stúpajú aj prvotné investície resp. priebežné výdavky. Pri zámere uchovávat’ krátkodobo dôležité dáta je výhodnost’ optických diskov neod- škriepitel’ná. Podnikatel’sky aktívna stredne vel’ká spoloˇcnost’ by už však mala zvážit’ pri- najmenšom objednávku štúdie analýzy, porovnania a výhodnosti jednotlivých možností. Napriek tomu sa v rámci domáceho použitia s ciel’om archivácie osobných informácií (rodinné fotografie apod.) dá dosiahnut’ relatívne vysoká úroveˇnspol’ahlivosti. Vyžaduje si to však mierne vyššie vstupné náklady, ˇcasa ochotu dodržiavat’ základné princípy (záznam identických dát na viacero nosiˇcov, plánované testovanie softwarovými alebo hardwarový- mi prostriedkami v závislosti od finanˇcnýchmožností atd’.) a taktiež zodpovednost’. Tá sa na prvý pohl’ad javí ako marginálny faktor, u mnohých užívatel’ov je to však elementárny problém. Dodržiavanie týchto aspektov má aj v materiálovo-technicky a personálne slabšie pod- chytených podmienkach vel’kú šancu na úspech a dokáže poskytnút’ spol’ahlivé archivaˇc- né riešenie, minimálne do doby, kedy sa migrácia dát na inú technológiu stane nevyhnut- nou. 25 Literatúra [1] Byers, F.: Care and Handling of CDs and DVDs - A Gu- ide for Librarians and Archivists, NIST, Október 2003, http://www.itl.nist.gov/iad/894.05/docs/CDandDVDCareandHandlingGuide.pdf (december 2007) [2] Bradley, K.: Risks Associated with the Use of Recordable CDs and DVDs as Reliable Storage Media in Archival Collections - Strategies and Alternatives, UNESCO, Sub-Committee on Technology, Október 2006, http://unesdoc.unesco.org/images/0014/001477/147782e.pdf (december 2007) [3] Gutierrez, O’Neill, Jeffrey: Optical Disc Longevity Tes- ting Procedure, NIST/Library of Congress, November 2005, http://www.itl.nist.gov/iad/894.05/loc/Public%20SP%20500- 263%20November%202005.pdf (december 2007) [4] Slattery, Lu, Zheng, Byers, Tang: Stability Comparison of Recordable Optical Discs - A Study of Error Rates in Harsh Conditions, Journal of Research of the National Ins- titute of Standards and Technology, Volume 109, Number 5, September-Október 2004, http://nvl.nist.gov/pub/nistpubs/jres/109/5/j95sla.pdf (december 2007) [5] McFarland, P.: How To Choose CD/DVD Archival Media, Október 2006, http://adterrasperaspera.com/blog/2006/10/30/how-to-choose-cddvd-archival- media (december 2007) [6] Standard ECMA-267: 120 mm DVD - Read-Only Disk, ECMA, Apríl 2001, http://www.ecma-international.org/publications/files/ecma-st/ECMA-267.pdf (december 2007) [7] Standard ECMA-359: 80 mm (1,46 Gbytes per side) and 120 mm (4,70 Gbytes per side) DVD Recordable Disk (DVD-R), ECMA, December 2004, http://www.ecma- international.org/publications/files/ECMA-ST/ECMA-359.pdf (december 2007) 26 [8] Standard ECMA-338: 80 mm (1,46 Gbytes per side) and 120 mm (4,70 Gbytes per side) DVD Re-recordable Disk (DVD-RW), ECMA, December 2002, http://www.ecma- international.org/publications/files/ecma-st/ECMA-338.pdf (december 2007) [9] Standard ECMA-349: Data Interchange on 120 mm and 80 mm Optical Disk using +R Format - Capacity: 4,7 and 1,46 Gbytes per Side (Recording speed up to 16X), ECMA, December 2005, http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA- ST/Ecma-349.pdf (december 2007) [10] Standard ECMA-337: Data Interchange on 120 mm and 80 mm Opti- cal Disk using +RW Format - Capacity: 4,7 and 1,46 Gbytes per Side (Recording speed up to 4X), ECMA, December 2005, http://www.ecma- international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma-337.pdf (december 2007) [11] Perenson, M.: The Joy of Labeling, PC World, Janu- ár 2004, http://www.pcworld.com/article/id,114423-page,1- c,printeraccessoriesconsumables/article.html (december 2007) [12] Ako predchádzat’ strate dát na DVD a CD, DSL.sk, Marec 2006, http://www.dsl.sk/article.php?article=1621 (december 2007) [13] S., J.: EMTEC CD-R Gold Review, cdfreaks.com, December 2006, http://www.cdfreaks.com/reviews/EMTEC-CD-R-Gold-Review/Testing- Methods.html (december 2007) [14] Spath, M.: Why DVD+R(W) is superior to DVD-R(W), cdfreaks.com, Jún 2006, http://www.cdfreaks.com/reviews/Why-DVDRW-is-superior- to-DVD-RW (december 2007) [15] Blank DVD media quality guide, digitalFAQ.com, November 2006, http://www.digitalfaq.com/media/dvdmedia.htm (december 2007) [16] Iraci, J.: The Relative Stabilities of Optical Disc Formats, RESTAURATOR - In- ternational Journal for the Preservation of Library and Archival Material, 2005, 27 http://www.uni-muenster.de/Forum-Bestandserhaltung/downloads/iraci.pdf (de- cember 2007) [17] CD-R Dye Explained, www.ccssinc.com, http://www.ccssinc.com/cdr_dye_explained.php (december 2007) 28 Dodatok A Struˇcnýsprievodca manipulácie s optickými diskami Odporúˇcasa: • držat’ disk po jeho obvode resp. v strede • používat’ permanentné popisovaˇcebez rozpúšt’adiel s plsteným špicom • zabránit’ styku média s neˇcistotami,prachom a inými nežiaducimi látkami • skladovat’ disky vo vertikálnej polohe v obaloch na to urˇcených • vrátit’ disk do obalu ihned’ po použití, nakol’ko uchovanie v obale znižuje nežiaduce environmentálne vplyvy • originálne balenie s prázdnym zapisovatel’ným médiom rozbalit’ až tesne pred za- mýšl’aným záznamom dát • skladovat’ disky v suchom a tmavom prostredí s ˇcistýmovzduším a vhodnou tep- lotou a vlhkost’ou (odporúˇcanáteplota 4 ◦C - 20 ◦C, odporúˇcanárelatívna vlhkost’ 20 % - 50 % [1]) • neˇcistoty, prach, odtlaˇckyprstov alebo rozliatu tekutinu na ˇcítacejstrane disku od- stránit’ stieraním semišovou alebo bavlnenou látkou v smere od stredu disku k jeho okraju • pre odstránenie zarytých neˇcistôtpoužívat’ ˇcistiaciprostriedok urˇcenýšpeciálne pre tieto úˇcely, izopropylalkohol alebo metanol Neodporúˇcasa: • dotýkat’ sa ˇcítacejplochy disku • ohýbat’ disk • lepit’ popisné štítky • skladovat’ disky dlhú dobu v horizontálnej polohe • rozbalit’ originálne balenie zapisovatel’ného disku skôr, než je to potrebné 29 A.STRUCNÝSPRIEVODCAMANIPULÁCIESOPTICKÝMIDISKAMIˇ • vystavit’ optický nosiˇcextrémnym teplotám a vysokej vlhkosti prostredia resp. ich náhlym zmenám • vystavit’ optický nosiˇcintenzívnemu a dlhému pôsobeniu slneˇcnéhožiarenia alebo iného zdroja UV žiarenia • popisovat’ a znaˇcit’ v oblastiach obsahujúcich dáta • ˇcistit’ disk stieraním v kružnicovom smere Zásady platiace špeciálne pre CD disky: • vyhnút’ sa škrabancom na popisnej strane disku • nepoužívat’ popisovaˇces ostrým špicom alebo s obsahom rozpúšt’adiel • nesnažit’ sa odlepit’ resp. premiestnit’ už nalepený popisný štítok 30 Dodatok B Zoznam súvisiaceho softwaru a hardwaru B.1 Software pre identifikáciu parametrov média • DVD Identifier, • DVDINFOPro, • CDR Identifier, B.2 Analytický a testovací software • Nero CD-DVD Speed (univerzálny), • KProbe (Lite-On), • PlexTools (Plextor), B.3 Firmy dodávajúce analytický a testovací hardware • AudioDev, • Clover Systems, 31
Využitelnost Optických Médií Pro Dlouhodobou Archivaci
