Консервация оптических носителей - Optical media preservation

В сохранение из оптические носители важен, потому что это ресурс в библиотеках, в котором хранятся аудио-, видео- и компьютерные данные, доступные пользователям. Хотя оптические диски, как правило, более надежны и долговечны, чем старые типы носителей, условия окружающей среды (магнитная лента, пластинки и другие записи) и / или плохое обращение могут привести к потере информации.^[1]

Типы СМИ

Два основных типа оптических дисков: Компакт-диски (Компакт-диски) и DVD. Данные извлекаются как компакт-дисками, так и DVD-дисками с помощью устройств, которые фокусируют лазерный луч света на отражающий слой, позволяя считывать данные. Уровень данных, поддерживаемый поликарбонат подложка может быть металлической или на основе красителя, в зависимости от типа диска.

Светоотражающий слой и информационный слой компакт-дисков находятся сразу под этикеткой и тонким листом поликарбонатной подложки. Более толстый слой подложки поддерживает и защищает нижнюю часть диска. Отражающий слой и слой данных двусторонних DVD-дисков находятся в центре структуры диска, заключенного между двумя равными слоями поликарбонатной подложки. Поскольку слой данных на компакт-дисках более открыт, чем на двусторонних DVD, для защиты поверхности компакт-диска используется тонкий слой лака. Верх компакт-диска тонкий и хрупкий; дно - просто прозрачное защитное покрытие.^[2]

В целях сохранения: диски Gold CD-R (совместимый записываемый диск) и DVD-R (цифровой видеодиск для записи или универсальный цифровой записываемый диск) предпочтительнее алюминиевыми и серебряными дисками для надежного длительного резервного хранения - светоотражающие слой оптического диска - золото.

Различают постоянное и долгосрочное хранение. «Эксперты в области цифрового архивирования обычно признают, что нет постоянного носителя. Вместо этого необходимо поддерживать данные, передаваемые в хранилище, и обеспечивать доступ и обеспечивать целостность информации в течение длительного времени ». По мере изменения технологий данные могут быть перенесены со старого носителя на новый, чтобы избежать сбоя носителя или «устаревания формата» - реальной угрозы для технологии, когда она больше не поддерживается. Если устройство, необходимое для воспроизведения и чтения дисков, не поддерживается в рабочем состоянии и не обслуживается, это может привести к потере данных.^[3] Ниже описаны риски, связанные с оптическими носителями.

Проблемы, которые влияют на долговечность данных номинально архивных дисков, включают следующее: отказ красителя (более подходят диски с органическими красителями премиум-класса и долговечными красителями на основе фталоцианина); нарушение склеивания (высококачественные связующие вещества и покрытие по всей длине увеличивают срок службы); царапины, минимизируемые за счет бережного обращения и устойчивое к царапинам покрытие; качество продукции (на некоторых заводах стандарты контроля качества более строгие, и диски из одной партии, которая считается хорошей, могут быть более надежными, чем другая партия).^[4] Требуется тестирование, поскольку условия меняются от машины к машине и от диска к диску; Контроль окружающей среды необходим для предотвращения вредных условий. Считается, что при соблюдении этих условий срок службы CD-R или DVD-R архивного качества может достигать 100 лет по сравнению с типичными 5-10 годами для оптических дисков неархивного качества. В ISO 9660 Стандарт определяет стабильную температуру в помещении 18–23 ° C (64–73 ° F) при относительной влажности от 30% до 50%.^[5] Хранение нескольких копий дисков необходимо для дополнительной защиты. «Один мастер, хранящийся в оптимальных условиях, одна рабочая копия для использования в целях доступа или копирования, и одна безопасная копия для хранения в другом месте».^[6] Согласно Институт Сохранения Наиболее подходящий для хранения контейнер - это жесткий высококачественный футляр из инертного полиэстера, расположенный вертикально.^[7]

До сих пор существуют предположения о том, насколько надежны оптические носители. Не существует общепринятых стандартов для чистых дисков и записывающих устройств, поэтому нельзя полагаться на приемлемую производительность.^[8] Долговечность перезаписываемых форматов - CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW и DVD + RW - менее известна; они также подвержены случайной перезаписи.

Типы оптических дисков

CD-ROM /DVD-диски (постоянное запоминающее устройство) представляют собой диски коммерческого класса и используют металлический слой данных, созданный с помощью формовочной машины, которая штампует ямки (углубления) и приземляется (плоские поверхности) в основу из поликарбонатной подложки. Затем металлический слой наносится на основу, создавая слой данных. Хотя алюминий используется чаще всего, он потенциально может окислить и потерять данные. Этот процесс иногда называют "дисковая гниль ". Для архивных дисков предпочтительны серебряные или золотые слои из-за более длительного срока службы и лучшей отражающей способности. DVD-ROM также может поддерживать двойной слой данных, используя два металлических слоя, один полуотражающий, а другой полностью отражающий. лучи могут читать два слоя отдельно.Если используются обе стороны DVD, двухслойная технология обеспечивает четыре уровня данных.

CD-R /DVD-R (записываемые) - это записываемые диски с однократной записью, которые используют светочувствительный органический краситель чуть ниже световозвращающего слоя; краситель претерпевает химические изменения под воздействием определенных лазерных лучей, создавая биты (метки), содержащие данные.

Красители, используемые в DVD-R и CD-R, включают: Фталоцианин (зеленоватый) Цианин (синий) и Азо (темно-синий). Серебро, серебряные сплавы и золото используются в качестве отражающих слоев на записываемых компакт-дисках и DVD. И золото, и серебро переживут органические красители, которые со временем разрушатся. Алюминий не используется, потому что он может вызывать реакцию с красителями.

CD-RW /DVD-RW (перезаписываемые) - это записываемые, стираемые и перезаписываемые диски, на которых пленка с изменением фазы слой данных, который реагирует на тепло. Лазерные лучи плавят частицы в пленке для создания данных. Эти биты можно стирать и повторно записывать, регулируя температуру лазера. В перезаписываемых компакт-дисках и DVD обычно используются алюминиевые отражающие слои, поскольку пленка с фазовым переходом разрушается быстрее, чем алюминий. окисляет.^[9]

Диски Blu-ray /HD DVD представляют новое поколение оптических носителей. Оба типа дисков используют уникальные сине-фиолетовые лазерные лучи для чтения данных и несовместимы с оборудованием для других форматов. Диски Blu-ray и HD DVD несовместимы и использовались форматная война пока 19 февраля 2008 года Toshiba не объявила о прекращении выпуска формата HD DVD.^[10] Структура DVD-дисков HD аналогична обычным DVD-дискам, при этом уровень данных защищен слоями подложки с каждой стороны. По структуре диски Blu-ray больше похожи на компакт-диски, а информация хранится непосредственно под поверхностью. Ранние диски Blu-ray легко повреждались, но был разработан защитный слой, делавший их менее хрупкими.

Повреждение оптических дисков

Оптические диски не подвержены износу, поскольку они читаются без механического контакта с поверхностью, но они подвержены царапинам при обращении с ними. Риск появления царапин сводится к минимуму, если брать диски только за края и центральное отверстие или ступицу.^[11]Машины, используемые для чтения дисков, могут повредить их в случае механической неисправности.

Царапины

Царапины на стороне оптического диска для лазерного считывания

Данные, записанные на диски, имеют избыточность, так что обнаружение и исправление ошибок Может компенсировать определенную степень повреждения. Глубина и ширина царапин, а также направление движения царапин на дне определяют, будут ли данные на оптическом диске читаемыми. Небольшие царапины на подложке обычно не влияют на читаемость диска, так как лазер считывает через подложку слой данных. Если царапина глубокая или достаточно широкая, чтобы повлиять на фокусировку лазера, исправление ошибок обычно возможно, но царапины могут быть слишком глубокими и широкими или слишком близко друг к другу, чтобы исправление ошибок было успешным. Если царапина проходит по дорожке или является достаточно глубокой, чтобы поцарапать слой данных, данные могут быть потеряны.

Царапины на верхней части оптического диска

Поскольку отражающий металлический слой компакт-диска и слой данных находятся непосредственно под тонкой лаковой поверхностью этикетки, данные могут быть уничтожены даже небольшой царапиной на верхней части компакт-диска. Следует серьезно рассмотреть инструмент, используемый для маркировки компакт-дисков. Ручки или маркеры с твердыми наконечниками или с растворителями, которые могут повлиять на защитные слои, могут поцарапать или повредить слой данных; Фломастеры на водной основе - самые безопасные.^[2] Слой данных двустороннего DVD находится в середине диска, окруженный подложкой с обеих сторон, поэтому царапины с обеих сторон эквивалентны.

Экологические соображения

Оптические диски могут быть повреждены при воздействии экстремальных температур; прямые солнечные лучи могут перегреть диск или повредить слой данных УФ-лучи^{[нужна цитата ]}. Воздействие тепла и света по-разному влияет на диски с данными и металлические слои разного состава. Во всех оптических дисках высокие температуры могут привести к размягчению носителя и деформации диска. Окружающее тепло, тепловыделение и свет практически не повреждают слой данных на ROM-диске, поскольку он изготовлен из алюминия; единственная известная проблема, возникающая при длительном воздействии света на ROM-диски, - это «помутнение» или «окраска» поликарбонатной подложки. Диски CD-R, DVD-R, DVD + R, CD-RW, DVD-RW, DVD + RW и DVD-RAM подвержены влиянию тепла окружающей среды, а также нагреву от прямых солнечных лучей. Слой данных CD-R состоит из красителя, который разлагается при высоких температурах, становясь менее прозрачным, так что ямки и поля читаются неправильно, что делает данные нечитаемыми. Ультрафиолетовые лучи на солнце достаточно сильны, чтобы вызвать фотохимическая реакция что изменяет оптические свойства красителя.^[2] Слои данных дисков RW и RAM состоят из изменяющей фазы пленки, которая даже более чувствительна к теплу, чем краситель, содержащийся в дисках R, поэтому они разлагаются еще быстрее при воздействии тепла окружающей среды или прямых солнечных лучей. Пленка с изменяющейся фазой на дисках RW и RAM не является светочувствительной, а УФ-лучи не влияют на оптические свойства пленки. После воздействия отрицательных температур отдельные слои диска могут нагреваться с разной скоростью, вызывая разделение слоев. При значительном нагреве или охлаждении диск должен остыть до комнатной температуры перед использованием.

Поликарбонатная подложка дисков, подвергающихся воздействию высокой влажности или погружению, может впитывать немного воды, и перед использованием ее следует дать высохнуть в менее влажной среде. После высыхания диски следует использовать, если минералы, оставшиеся от воды, не вступят в реакцию с компонентами диска, повреждая слои и делая его нечитаемым, как это иногда бывает.^[2]

Сканирование качества диска

Основная статья: Оптический носитель § Сканирование поверхностных ошибок

Измеряя частоту исправляемых ошибок данных, потенциальные будущие потери данных, вызванные деградация СМИ можно предсказать.

Типы исправимых ошибок данных включают так называемые C1 (также известен как E31) и C2 ошибки (также известные как E32) на Компакт-диски, и Внутренняя ошибка парыs (ПИРОГ), Внутренняя неудача парs (СДС) и Внешняя ошибка парностиs (POE) на DVD, а неисправимые ошибки CU (или же E32) на компакт-дисках и Внешний отказ парыs (POF) на DVD.^[12][13]

Высокий уровень ошибок также может быть вызван царапинами и грязью на поверхности, носителем низкого качества, несоответствующей скоростью записи и данными, записанными с использованием неисправного оптического привода.

Слишком много последовательных небольших ошибок данных может привести к потере данных. Из-за более слабой коррекции ошибок, используемой на Аудио компакт-диски и Видео CD чем на компакт-дисках с данными, C2 ошибка уже означает потерю данных.

Поддержка сканирования ошибок зависит от поставщиков и моделей. оптические приводы.

^[14]

Очистка оптических дисков

Диски оптических носителей часто требуют профессиональной профилактической или регулярной очистки для обеспечения точности и доступности данных; Те, у кого нет профессионального опыта, могут поцарапать поверхность диска при попытке его очистить. Скопление пыли и маслянистых загрязнений на поверхности диска, а также отпечатки пальцев обычно могут препятствовать проникновению лазерного луча в подложку для считывания слоя данных и, чаще, препятствовать записи. Незначительные помехи при чтении устраняются технологией исправления ошибок. Если аудио-компакт-диск (с гораздо более низким порогом точности, чем диск с данными) становится грязным, его можно безопасно очистить сухой мягкой тканью без ворса, удерживая диск за края или центральное отверстие. Легкие загрязнения, которые не удаляются этим методом, можно удалить тканью, смоченной водой или подходящей жидкостью для очистки оптических дисков. Рекомендуется перед чтением сдуть с оптического диска излишки пыли, чтобы избежать скопления пыли в считывающем устройстве, особенно на лазере.^[15]

Хранение оптических дисков

Индивидуальные контейнеры для хранения защищают оптические диски от царапин и пыли. Рекомендуется хранить диски вертикально, по возможности в шкафу или ящике, менее подверженном изменениям температуры или влажности. Для длительного хранения рекомендуется удалить любую бумагу внутри коробки - лайнер, буклет, чтобы свести к минимуму скопление и удержание влаги внутри коробки.^[15]

Ремонт и восстановление данных с оптических дисков

Если царапины на считывающей лазером стороне оптического диска мешают его считыванию, возможно, удастся восстановить все или большую часть содержимого один раз и перенести его на другой носитель данных. Существуют программные пакеты, которые анализируют данные на поврежденном носителе и могут восстановить часть или всю информацию, недоступную иным образом.^[2] Коммерческие компании предлагают услуги по восстановлению данных.

Также можно отремонтировать сам диск. Существуют различные машины, которые ремонтируют диски, полируя, полируя или шлифуя игровую поверхность. Обычно диск выглядит как новый, и, самое главное, данные снова могут быть прочитаны лазером. Некоторые игровые магазины, ломбарды и супермаркеты предоставляют услуги по ремонту дисков. Однако, поскольку это абляционный процесс, при котором удаляется слой подложки, безопасно проделать это несколько раз, прежде чем возникает риск потери всего диска.

Рекомендации

1. Польманн, К. С. (1992). Справочник по компакт-дискам. Мэдисон, Висконсин: A-R Editions INC.
2. Беннетт, Х. (2003). Что такое CD-R и CD-RW. Купертино, Калифорния: Ассоциация технологий оптической памяти.
3. Брэдли, Кевин. (2006) Программа «Память мира»: Подкомитет по технологиям: риски, связанные с использованием записываемых компакт-дисков и DVD-дисков в качестве надежных носителей информации в архивных коллекциях - стратегии и альтернативы. С. 3–4. Париж: ЮНЕСКО. Доступ 8 октября 2007 г.
4. Фрейзер, Рональд В. (6 декабря 2006 г.) [Документ по использованию компакт-дисков и DVD для длительного хранения.] Размещение в Интернете. Список архивов и архивистов (A&A). Доступ 14 октября 2007 г.
5. Университет штата Нью-Йорк. Рекомендации по обеспечению долгосрочной доступности и удобства использования записей, хранящихся в виде цифровых изображений: Серия технической информации о государственных документах. п. 5. Олбани: Университет штата Нью-Йорк, 1998.
6. Брэдли, Кевин. (2006) Программа «Память мира»: Подкомитет по технологиям: риски, связанные с использованием записываемых компакт-дисков и DVD-дисков в качестве надежных носителей информации в архивных коллекциях - стратегии и альтернативы. п. 11. Париж: ЮНЕСКО. Доступ 8 октября 2007 г.
7. Регистр сохранения ICON. (2006) Забота о цифровых и электронных СМИ Доступ 12 октября 2007 г.
8. Брэдли, Кевин. (2006) Программа «Память мира»: Подкомитет по технологиям: риски, связанные с использованием записываемых компакт-дисков и DVD-дисков в качестве надежных носителей информации в архивных коллекциях - стратегии и альтернативы. С. 6–7. Париж: ЮНЕСКО. Доступ 8 октября 2007 г.
9. Байерс, Ф. (2003). Уход и обращение с компакт-дисками и DVD: руководство для библиотекарей и архивистов. Совет по библиотечным и информационным ресурсам и Национальный институт стандартов и технологий.
10. Корпорация Toshiba (2008 г.). Toshiba объявляет о прекращении производства HD DVD Доступ 25 июля 2008 г.
11. Библиотека Конгресса. (2002). Коротко об уходе за цилиндром, диском и лентой.
12. QPxTool (программа для сканирования ошибок) - Часто задаваемые вопросы
13. Один DVD сектор «ДАННЫЕ» - LightByte
14. "Глоссарий QPxTool". qpxtool.sourceforge.io. QPxTool. 2008-08-01. Получено 22 июля 2020.
15. Хендерсон, К. Л., и Хендерсон, В. Т. (1991). Сохранение материалов не в книжных форматах. Урбана-Шампейн, Иллинойс: Университет Иллинойса