Um Daten auf einem Speichermedium ablegen zu können müssen
diese Daten erstens in einen bestimmten Code transformiert werden, und
dieser Code muss dann in die Zustandswerte einer physikalischen Größe
übersetzt werden.
Die Codierung in der EDV geschieht durch Darstellung aller benötigten
Zeichen im Binärcode (Bit-Code) mit den Werten 0 und 1. Die Standardübersetzung
von Zeichen in Bit-Werte ist der ASCII-Code. Die Binärwerte werden dann
in die physikalischen Zustände Strom fließt / Strom fließt
nicht übersetzt. Die Bitfolgen werden in Folgen von Stromimpulsen physikalisch
codiert.
Die Codierung auf der CD wäre dann denkbar einfach: Tiefe
Stellen würden für Einsen stehen, die anderen für Nullen (oder
umgekehrt). Tatsächlich wird häufig angenommen, dass dies der Fall
sei. Dem ist jedoch nicht so. Denn um festzulegen, wann eine Rillenstelle als
"tief" gelten soll, und wann nicht, müsste man einen exakten
Scheidewert angeben. Und hier haperts nun: denn schon geringfügigste Fehler
(z.B. in der Produktion, durch Materialalterung, leichte Kratzer durch unsachgemäße
Behandlung etc.) können bewirken, dass plötzlich statt einer 0 für
"nicht tief" eine 1 für "tief" dasteht und umgekehrt
- sollte die Ursache etwa ein Kratzer auf der CD sein, findet sich dann gleich
eine ganze Reihe falsch codierter Pits und Lands! Und das hat im Fall von binär
codierten Daten ziemlich fatale Auswirkungen.
Man macht keinen Unterschied zwischen Pits und Lands - beiden wird der Wert
0 zugeordnet! - und ordnet den Wert 1 jeweils den Übergängen von Pit
zu Land bzw. Land zu Pit zu! 1Einsen werden durch die Übergänge von
Pit zu Land (oder umgekehrt) dargestellt.0 Nullen werden durch Pits wie auch
durch Lands dargestellt. Die Länge der Pits und Lands steht für die
Anzahl der Nullen.
Dieses Verfahren ist wesentlich fehlertoleranter. Denn zu entscheiden
ist hier im wesentlichen nur die Frage, ob die "Nadel" gerade einen
"Berg" hinauf- oder hinunter wandert oder ob sie dies nicht tut, also
sich auf einem waagrechten Ebenenstückchen bewegt. Und diese beiden Zustände
kann man leicht selbst bei Vorkommen geringfügiger Unregelmäßigkeiten
auseinanderhalten.
Beim Lesen tastet der Laserstrahl die Metallschicht entlang
der spiralförmigen Spur ab. Trifft er auf einen Übergang zwischen
einem Pit und einem Land oder umgekehrt, wird diese Zustandsänderung als
ein Channel-Bit mit dem Wert 1 interpretiert. Alle übrigen Stellen, Pits
ebenso wie Lands, ergeben Null-Channel-Bits. Das Channel-Bit ist die kleinste
Informationseinheit auf der CD.
http://rz-home.de/~drhubrich/CD.htm#Code
Funktionsprinzip eines CD-Laufwerkes (Laser): Abtasten eines Lands - Abtasten
eines Pits:
Natürlich reflektiert der Boden eines Pit genausogut wie das höherliegende
Land. Es ist das gleiche Material. Was also macht den Unterschied?
Das eigentliche Geheimnis liegt in der ungeheuren Winzigkeit dieser Strukturen.
Die Tiefe eines Pit beträgt gerade mal 0,12 Mikrometer, genau ein Viertel
der üblicherweise benutzten Lichtwellenlänge. Das wiederum bedeutet:
die zurücklaufenden Lichtwellen von Pit und Land löschen sich gegenseitig
aus. Die Photodiode erkennt einen Unterschied in der Lichtintensität immer
dann, wenn der Lichtpunkt die Grenze zwischen Pit und Land überschreitet.
Genau mit diesem Übergang wird die Information entschlüsselt. Immer,
wenn Pit und Land sich abwechseln, entsteht eine 1. Unterbleibt der Wechsel
an der vorgesehenen Stelle, entsteht eine 0.
Der Herstellungsprozeß der Compact Disc