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  • CD-R의 규격과 역사

    • 냠냠왕자

    • 2004-06-30

    • 조회 : 254

    • 댓글 : 1

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    CD와 관련된 규격들의 대부분은 필립스사가 주도가되어 타회사와 공동으로 제정하고 있는데 규격집의 바인더 색깔을 가지고 일반적으로 통칭하기 때문에 "레드북", "오렌지 북", "블루 북" 등과 같은 이름이 자주 등장한다. 레드북 ( Red Book ) 레드 북은 1980년 일본의 소니 사와 네덜란드의 필립스사에 의해 정해진 컴팩트 디스크 디지털 오디오(CD-DA)에 관한 규약집을 말한다. 이 규약집의 표지 색이 빨갛기 때문에 레드 북이란 이름으로 불리게 되었다. 디지털 오디오에 관한 대부분의 규약은 이 레드 북에 기초를 두고 있다. 이 규약에 따라 아날로그 음악 신호는 44.1KHz의 샘플링 주파수, 16비트의 양자화 과정을 통하여 디지털 신호로 바꾸고 이는 다시 바이너리 코드화 한 다음 CD에 나선의 형태로 피트(Pit)가 새겨짐으로서 오디오 CD가 만들어진다. 이 규약에는 오디오 CD를 만들기 위해 필요한 여러 가지부속 규약들을 정하고 있는데 대표적인 것으로 서브 코드 채널 정보, 곡의 인덱스와 포인트, 에러 정정 코드(CIRC: Cross-Interleaved Reed-Soloman)등이 있다. 원래의 레드북 제정 목적은 오디오용 CD만을 생각한 것이기 때문에 비교적 간단하고 함축적으로 잘 정리되어 있다. 현재 모든 CD플래이어와 거의 대부분의 CD-ROM 드라이브가 이 규약에 따라 오디오 CD를 재생할 수 있다. 엘로우 북 ( Yellow Book ) CD-ROM에 관한 규약을 정한 것으로 필립스사와 소니 사에 의해 1983년에 제정되었다. 엘로우 북은 레드 북의 모든 규약을 포함하고 있으며 컴퓨터 데이터의 저장을 위한 방법이 새로이 제시되었다. 이 규약에 따라 CD에 담을 수 있는 데이터는 오디오와 비디오와 같이 에러 정정이 다소 느슨해도 되는 데이타류와 텍스트, 컴퓨터용 데이터와 같이 엄격한 에러 정정이 필요한 데이터 2종류로 늘어났다. 모드 1과 모드 2 - 엘로우 북의 규약에는 모드 1과 모드 2라는 2가지 형태의 데이터 구조를 정의해 놓았다. 모드를 나타내주는 모드 바이트는 CD-ROM 섹터의 헤드 필더(Head Fielder)에 기록되는 CD-ROM에 담긴 데이터의 구조를 표시해준다. 모드 1은 에러정정 코드가 들어있는 데이터 구조를 의미하며 텍스트와 프로그램 데이터를 담는데 사용된다(한 섹터의 2336byte 중 2048byte만이 데이터를 담는데 사용되고 나머지 288byte는 에러 정정용으로 사용된다.) 모드 2는 에러 정정코드가 담겨 있지 않은 데이터 구조를 의미하며 주로 오디오나 비디오 및 그래픽용 데이터를 담는데 사용한다.(한 섹터당 2336byte가 모두 데이터를 저장하는데 사용된다.) 모드 2로 저장하는 경우는 에러 정정 코드를 사용하지 않는 데신 더 많은 데이터를 수록할 수 있다. 거의 모든 CD-ROM은 모드 1로 저장되며 순수한 모드 2 형태로 사용하는 경우는 거의 없고, 뒤편에서 설명할 FORM 1또는 FORM 2의 변형돈 형태로서 오디오나 비디오 신호를 저장하는데 사용된다. 엘로우 북의 여러가지 변형 형태 엘로우 북 규격은 단지 2가지 형태의 데이터 구조만을 정해 놓고 각 섹터들을 어떻게 로지컬 블록으로 구성할 것인가 또는 로지컬 블록은 어떻게 필드로 나눌 것인가 하는 세세한 사항은 CD-ROM 개발자에게 미루어 놓았다. 이런 미비점 때문에 CD-ROM 개발 초기에는 각자 나름의 파일 구조를 만들어 사용함에 따라서 호환성에 문제가 발생하게 되었다. 이를 해결하고자 하이 시에라 그룹(High Siera Group)이 결성되어 공통적인 규격을 마련하였는데 이것이 발전되어 ISO 9660 이라는 표준 규격으로 발전 하였다. 이 ISO 9660 규격으로도 정의하지 못하고 있는 부분은 각 오퍼레이팅 시스템의 특수 상황을 고려하여 추가적인 규격이 제정되어 사용되고 있다. ISO 9660 - 이 규격은 파일의 상호 교환을 위한 3가지 형태의 계층 구조를 정의하였는데 레벨 1이 대부분의 오퍼레이팅 시스템에서 사용된다. 레벨 1 계층 구조에서는 각 파일이 끊김 없이 기록될 것 그리고 파일 이름으로 사용할 수 있는 것은 A~Z까지의 알파벳과 0~9까지의 숫자 그리고 _ 기호만을 사용하도록 하였으며, 파일 이름도 도스에서와 같이 최대 8자의 캐릭터 이름과 3자리의 확장자 이름만을 사용하도록 규정하고 있다. 레벨 2의 게층 구조에 서는 각 파일 데이터가 연속적으로 끊김 없이 한 장소에 기록될 것만을 요구하고 파일 이름에 관한 제약은 두지 않아 파일 이름을 8자 이상으로 길게 사용할 수도 있고 사용할 수 있는 문자도 제한이 없다. 레벨 3 계층 구조에서는 위와 같은 제약이 없다. 다만 모든 레벨의 계층 구조에서 디렉토리가 8단계 이상으로 내려가는 것을 금지하고 있다. Rock Ridge Interchange Protocol(RRIP) - ISO 9660이 제정되어 대부분의 오퍼레이팅 소프트웨어 환경에서 큰 문제없이 상호 호환성이 확보되었지만 긴 파일명을 자주 사용하고 또 디렉토리가 8단계 이하로 내려가는 일이 많은 UNIX환경에서는 ISO 9660의 레벨 1 에 의한 제약이 성가시게 되는 일이 많다. 따라서 일부 UNIX 사용자는 이 ISO 9660 레벨 1 규정을 무시하고 독자적인 규격으로 CD-ROM을 만들기 시작하였다. UNIX는 여러 종류의 변형이 있기 때문에 한 UNIX에서 만들어진CD-ROM은 다른 UNIX에서 인식이 잘 안되는 등의 문제가 생겼다. 이런 문제점을 해결하기 위해 16개의 UNIX 관련 업체는 1990년에 록 릿지 그룹(Rock Ridge Group)을 결성하고 UNIX 머신에 통일적으로 적용할 수 있는 ISO 9660의 확장 규격을 만들어 냈다. 이 확장 규격의 이름을 SUSP(System Using Sharing Protocol)라고 하며 이 규격에 따라 만들어진 CD-ROM은 UNIX머신에 서는 긴 파일 이름과 제한 없는 디렉토리 구조를 지원하면서도 일반 오퍼레이팅 소프트웨어에서는 ISO 9660에 따라 만들어진 CD-ROM처럼 인식된다. 따라서 플랫폼에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있게 되었다. Apple Extention - 매킨토시 컴퓨터 사용자 그룹은 HFS(Hierarchical File Structure)라는 디렉토리/파일 구조를 사용하기 때문에 긴 파일 이름을 사용하는 경우가 많은데 ISO 9660 레벨 1 규약에서는 긴 파일 이름을 허용하지 않으므로 사용하는데 불편을 느끼게 되었다. 이를 해결하고자 UNIX의 록 릿지 그룹과 마찬가지로 ISO 9660 레벨 2 규약에 따라 Apple Extention을 제정하여 사용하고 있다. 이 규격은 매킨토시 컴퓨터에 고유한 여러가지 특성을 포함했기 때문에 매킨토시 컴퓨터가 아니면 이규약에 의해서 만들어진 CD-ROM을 읽지 못한다. 하이브리드(Hybrid) - 하이브리드 또는 야누스 디스크라고도 하는데 한 개의 디스크 안에 2개 이상의 파티션을 가지고 있다. 각 파티션에는 각 오퍼레이팅 시스템이 맞는 포맷으로 데이터가 저장되어 있다. 가장 일반적인 것이 도스/윈도우용 파티션(ISO 9660)과 매킨토시용의 파티션(HFS포멧)을 함께 갖고 있는 것이다. 한 디스크 안에 파티션을 여러개로 나누어 윈도우즈용과 매킨토시용, OS/2용 및 UNIX용을 모두 수록할 수도 있다. 공유 하이브리드(Shared Hybrid) - 하이브리드 형태와 비슷하나 데이터는 한 개의 파티션에 같이 공유하고, 대신 각 오퍼레이팅 시스템에 필요한 파일을 따로 갖고 있는 형태의 디스크이다. 이 디스크를 윈도우즈용 시스템에 사용하면 윈도우즈용에 맞는 파일과 데이터 파티션 블록을 사용하게 되고 매킨토시에 사용하면 매킨토시에 맞는 파일과 데이터 파티션 블록을 사용하게 된다. MPEG MPEG은 디지털 비디오를 압축 저장 및 재생하기 위해 동화상에 관한 전문가그룹(Motion Picture Expert Group) 등이 주도가 되어 정한 규격으로 MPEG-1과 MPEG-2의 2가지 규격이 있다 MPEG-1은 1991년 12월에 제정되었는데 CD-ROM 드라이브에서 데이터를 전송하는 것과 같은 제한된 대역폭의 전송 환경을 가정하여 제안된 것으로서 압축율에 따라 다르지만 초당 1.2~6MB의 데이터를 다룰 수 있다. MPEG-2는 그 규격이 확정 단계에 있는데 DVD(Digital Versatile Disk)나 디지털 위성 방송과 같은 보다 고속의 데이터 전송환경에서 사용하는 것은 전데로 하고 있다. 초당 40MB의 데이터 전송을 요구한다. CD-i 와 CD-ROM/XA CD-ROM이 오디오용 CD에서부터 시작하였듯이 CD-i(CD-interactive)와 CD-ROM/XA는 CD-ROM의 확장 규격이다. CD-ROM이 본격적으로 사용되기 시작하면서 CD-ROM의 무한한 가능성이 인식되기 시작하였고 이를 텍스트, 비디오, 오디오, 그래픽 및 애니메이션과 같은 여러가지 종류의 데이터 포멧을 저장하고 재행하는 도구로 활용하려는 시도가 생기게 되었다. 그러나 통일된 규격 없이 독자적으로 사용하게 되면 호환성에 문제가 생기게 되기 때문에 필립스사에서는 호환성을 유지하면서 CD를 멀티미디어를 담는 도구로서 사용하는 방법을 1986년에 제시하게 되었다. 이것이 그린북 규격의 CD-i 이다. CD-i에 관한 그린북 규격은 하드웨어와 소프트웨어에 관한 상세한 사항을 담고 있으며 오디오 데이터와 비디오 데이터의 다양한 압축 방법과 이 데이터와 텍스트 데이터를 상호 엮는 방법에 이르기까지 상세히 기술하고 있다. CD-ROM/XA는 CD-ROM을 규정하는 엘로우 부그이 확장 규격으로 그린 북 규격에 의한 특성을 갖고 있는데 1989년에 제정되었다. 그린 북 CD-i에 고나한 모든 하드웨어와 소프트웨어에 관한 규약을 정한 것으로 필립스사의 주도에 의해 제정되었다. 이 규약에는 CD-i를 재생하기 위해 필요한 CPU, OS, 메모리, 비디오 디스플레이 컨트롤러 및 오디오 출력 단자등에 관한 규격과 오디오 및 비디오 신호의 압축 방법에 대한 규정이 상세히 나와 있다. 이는 CD-i를 컴퓨터용으로 사용하는 것도 함께 고려하지만 일반 사용자용으로 사용하는 것을 먼저 전재로 하였기 때문이다. 그린 북에 나와 있는 규격 중 플로피디스크 드라이브와 하드디스크 드라이브에 관현된 사항은 민생용기기에는 적용되지 않는다. CD-i 디스크에는 여러 형태의 정보와 함께 그것을 사용할 수 있는 애플리케이션 소프드 웨어가 함께 저장된다. CD-i CD-i는 원래 필립스가 가정용 VHS 테이프를 대체할 목적으로 1980년대 말부터 개발하여 상품화 하였으나 상업적 목적으로는 성공하지 못했다. CD-i는 디스크 한 장에 MPEG-1규격으로 74분의 동화상과 오디오를 재생할 수 있다. 오렌지 북 필립스사와 소니사에 의해 정해진 CD-MO (Magneto-Optical)과 CD-WO (Write Once)에 관한 규격으로 이 규격의 제정으로 CD-R이 탄생되었다. 화이트 북 비디오 CD에 관한 규격으로 필립스사와 JVC사에 의해 1993년 7월에 제정되었다. 이 것은 CD에 MPEG-1 비디오를 담기 위한 CD-ROM/XA의 확장 규격이다. 이 화이트 북에는 모드2, Form 2의 형태로 최대 74분간 VHS 비디오 테이프 수준의 동화상을 담기 위한 방법을 규정하고 있다. Enhanced CD Enhanced CD란 여러 가지 형태의 포멧을 담은 CD를 포괄적으로 지칭하는일반적인 용어이다. 오디오 CD는 대략 60분 정도의 음악을 담과 나머지는 비워 두는 일이 많았다. 하지만 기술의 발전과 관련 규격의 제정으로 이런 빈 공간에 수록된 음악과 관련된 가사라든지 곡 해설, 사진등을 넣어 둘수 있게 되었으며, 음악 뿐만 아니라 다른 데이터 화일도 함께 수록한 CD를 Enhanced CD라고 부르게 되었다. Enhanced CD는 CD-ROM 드라이브를 통하여 PC에서 음악과 관련 파일을 포맷에 맞게 재생할 수 있다. 이런 Enhanced CD의 대표적인 것이 믹스드 모드 CD와 CD-i이며, 좁은 의미로 CD Plus (CD Extra)를 의미하는 것으로도 자주 사용된다. 믹스드 모드 CD (Mixed Mode CD) 믹스드 모드 CD는 엘로우 북 규격에 의한 CD-ROM 트랙다음에 레드 북에 의한 최대 98트랙의 오디오 신호를 담은 CD를 말한다. 혼합 모드 CD는 규정에 의하여 첫 번째 트랙에 데이터를 싣게 되어 있기 때문에 이 혼합 모드 CD를 일반 CD 플래이어(예, "디스크맨")에 재생하는 경우 대부분은 트랙 1번은 건너뛰고 오디오 트랙인 2번부터 재생하지만 플레이어에 따라서는 재생하지 말아야 할 첫 번째 트랙을 오디오 트랙으로 인식하여 재생하는 경우가 발생하게 되었다. 이 때문에 요즘에는 잘 사용하지 않고 대신 이런 단점을 없앤 새로운 규격은 CD Plus 규격에따라 오디오 트랙과 데이터 트랙을 함께 저장한다. 블루 북 오렌지 북 규격에 의하면 CD-R은 멀티 세션 기록이 가능하도록 규정되어 있는데 멀티 세션은 레코딩하는 방법에 따라서 하나의 커다란 단일 블록으로 보이게 할 수도 있고 별개의 세션으로 보이게 할 수도 있다. 이에 따라 첫 번째 트랙에 한 세션으로서 오디오 트랙을 넣고 그 이후의 트랙에 CD-ROM용 데이터 트랙을 넣을 수 있게 되었다. 이렇게 할 경우 일반 오디오 CD플래이어는 음악이 들어 있는 첫번째 세션만을 플래이하고 나머지 세션은 인식하지 않는다. 또한 이 CD는 PC에 장착된 CD-ROM 드라이브에서 재생할 경우 오디오 트랙 뿐 아니라 CD-ROM 데이터 트랙도 함께 재생할 수 있다. 이러한 기능을 중시하여 1995년에 필립스사는 블루 북 규격을 발표하고 이렇게 오디오 트랙을 먼저 넣고 다음 트랙에 데이터를 넣는 방식을 Stamped Multisession 방식이라고 지칭하였다.( Stamped Multisession방식으로 제작된 CD를 일반적으로 CD Plus 또는 CD-Extra고 부른다.) CD Plus의 장점은 모든 오디오용 CD플래이어에서 완전히 호환되어 음악을 재생할 수 있게 되었다는 점이다. 그러나 구형 CD-ROM 드라이브는 멀티 세션 CD에서 첫 번째의 오디오 트랙 외의 데이터 트랙을 인식하지 못하는 경우가 많다는 것이 문제다. 다음은 CD-ROM과 관련된 각 규약의 연도별 진행 과정이다. 연도 진행 과정 1981 레드북 (CD-DA, CD 오디오 규격) 1985 엘로우 북 규격, IEC908(CD 규격) 제정 1988 태양유전사 CD-R 발표 1989 CD-R 기록 서비스를 StartRavo사가 시작 , ISO/IEC 10149(CD-ROM 규격) 제정 , 오렌지북 파트 2제안 1990 오디오용 레코더 발표, 코닥사 포토 CD 발표 , 오렌지북 파트 2 규격 발행 1991 데이터용 CD-R 발표 1992 2배속 CD-R 발표 1994 오렌지북 파트 2 규격 개정, 4배속 및 6배속 CD-R 발표 1996 CDR 관련 40개사가 참가한 오렌지 포럼 발족 1997 CD-RW 발표 , 패킷 라이팅 CD-R 발표 1998 8배속 CD-R발표 1999 12배속 CD-R발표

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