houdbaarheid van CD en DVD schijfjes [Archief]

de jean

22 December 2005, 18:05

De houdbaarheid van CD's en DVD's
Auteur: Marcel Ras / Versie: 1.0 / 8 augustus 2005
Bewerkt: 08/08/2005
CD’s en DVD’s zijn de meest gebruikte informatiedragers van dit moment. De onverwoestbaarheid van de audio-cd werd begin jaren tachtig demonstratief getoond door ze als frisbee of als bierviltje te gebruiken en ze te besmeren met pindakaas. Daarna werden ze in de cd-speler gestopt en zowaar, er kwam nog steeds een prima geluid uit. Indrukwekkend! Minstens zo indrukwekkend was de verwachte levensduur: zeker honderd jaar, aldus de fabrikanten. Cijfers die gebaseerd waren op kunstmatige verouderingstesten.
Levensduur
Over die levensduur is de laatste tijd heel wat te doen en de informatie daarover is tegenstrijdig. Gebleken is dat de onverwoestbaarheid flink tegenvalt. Uit een praktijktest, die in 2003 uitgevoerd werd door het computertijdschrift PC-Active, bleek dat de data op een CD-R (cd-recordable) binnen twee jaar onleesbaar kunnen worden. Zet dat eens af tegen de door de producenten beloofde levensduur van wel honderd jaar.
PC-Active heeft dertig verschillende merken cd-r’s aan een kwaliteitstest onderworpen. Deze werden twintig maanden bewaard in de originele verpakking in een afgesloten kast. Vervolgens is er met een cd-analyzer bekeken wat de staat van de cd-r was. Daaruit bleek dat een aantal CD’s volledig onleesbaar was geworden en dat bij andere cd’s de gegevens gedeeltelijk onleesbaar geworden waren (het ging daarbij om bekende en minder bekende merken). De oorzaak was: cd-rot!
Ruim twintig jaar na de introductie van de cd wordt dus duidelijk dat de schijfjes minder robuust zijn dan aanvankelijk gedacht. De kreet 'cd-rot' is inmiddels algemeen geaccepteerd om aan te geven dat cd's hun aluminium substraat verliezen.
Architectuur van de CD
Om uit te kunnen leggen wat cd-rot nu eigenlijk is, is het goed om eerst te bekijken hoe een CD is opgebouwd. Een CD bestaat uit verschillende lagen: het optionele etiket, de laklaag, een reflectielaag (zilver, zilverlegering of goud), de opnamelaag en tot slot een beschermende plastic (polycarbonaat) laag. In de opnamelaag bevindt zich de werkelijk gebrande informatie. In tegenstelling tot fabrieksmatig geperste cd's (bijvoorbeeld audio-cd's) waarin de informatie is gestanst, bestaat de opnamelaag van de cd-r uit lichtgevoelig, organisch materiaal. Wanneer die opnamelaag aangetast wordt, dan kan er sprake zijn van informatieverlies en kan het zijn dat de CD onleesbaar wordt.
CD-roms bevatten computerbestanden van alle mogelijke formaten. Een cd-r en cd-rw kunnen beide bevatten (ook door elkaar heen op een schijfje). Het verschil is dat de cd-r slechts een maal beschreven kan worden, terwijl de cd-rw vaker beschreven en gewist kan worden. Voor archiveringsdoeleinden wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van de CD-R.
Net als de CD is de DVD een optisch opslagmedium, waarbij laserlicht gebruikt wordt voor het schrijven en lezen van gegevens. De wijze waarop een DVD is opgebouwd is in principe gelijk aan de CD, maar het fabricageproces is anders. De datadichtheid van de opname laag is veel groter en een dvd kan voorzien worden van een dubbele datalaag, waardoor er twee maal 4.7 GB op het schijfje past. Anders is ook de extra policarbonaat laag aan de bovenzijde van de dvd waardoor deze minder kwetsbaar is voor beschadigingen aan de bovenkant.

Lange termijn drager
De cd-r kan gebruikt worden als een lange termijn drager voor elektronische bestanden, mits er aan een aantal voorwaarden voldaan wordt. Van dvd-r's lijkt de houdbaarheid minder gewaarborgd. Er zijn nog steeds twee standaarden voor beschijfbare DVD’s in gebruik, dvd-r en dvd+r. beiden kunnen, gelukkig, in moderne spelers worden afgelezen. Daarnaast is de datadichtheid van een dvd groter dan van een cd, en daardoor kwetsbaarder. Ook de fabrikanten lijken de dvd nog niet te beschouwen als lange termijn opslagmedium.
De levensduur van een cd-r en dvd-r hangt af van de volgende zaken: <LI type=nummering>De kwaliteit van de fabricage van de cd/dvd <LI type=nummering>De manier waarop deze is beschreven <LI type=nummering>De manier waarop ze worden bewaard
De manier waarop de cd’s/dvd’s worden behandeldDe kwaliteit van de fabricage is slechts een van de factoren die ervoor zorgen dat cd’s en dvd’s aftakelen, maar staat aan het begin van het proces. Kies daarom zorgvuldig de te gebruiken cd-r of dvd-r. Een aantal aanbevelingen: <LI type=disc>gebruik cd-r's met gouden reflectielaag (het goud voorkomt corrosie) <LI type=disc>koop A-merk cd-r's en dan nog het liefste van de fabrikant die ze zelf maakt: bijvoorbeeld MAM/Mitsui of Tayo Yuden <LI type=disc>leg geen grote voorraad aan van lege cd-r's. Lege cd-r's degraderen namelijk sneller dan gebrande exemplaren <LI type=disc>vraag twee verschillende batches van verschillende of andere producenten cd-r voor de moeder- en veiligheidskopie. Op deze manier wordt het risico van slechte batches verminderd <LI type=disc>test de lege cd-r volgens volgens de daarvoor ontwikkelde standaard <LI type=disc>gebruik liefst cd-r's van 650 MB en zeker geen cd-r's van meer dan 700 MB
gebruik alleen enkelzijdige te beschrijven dvd-r’sZie: http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html (http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html)
Het branden van een CD is een eenvoudige handeling voor de gebruiker, maar technisch gezien is het een complex proces. De wijze waarop een CD gebrand wordt, bepaald mede de houdbaarheid van de CD, daarnaast zijn ook de kwaliteit van de brander en de gebruikte software van belang. Weer enkele aanbevelingen: <LI type=disc>maak geen multisessie cd's en sluit de cd-r af <LI type=disc>beschrijf de cd volgens de "disc-at-once" methode (en niet de track at once) <LI type=disc>brandt de cd-r niet op te hoge snelheid. Kies voor maximaal 8 maal <LI type=disc>"overburning" (meer data op d-r branden dan de aangegeven opslagruimte) van de cd-r is sterk af te raden
test de beschreven cd door een aantal bestanden te openen, bestanden op de cd te vergelijken op byteniveau met de originelen (met een programma als CD check http://www.elpros.si/CDCheck/ (http://www.elpros.si/CDCheck/)) en een cd-analyse uit te voeren volgens ISO/DIS-12024 (zie: http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html#test (http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html#test)).Zie: http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html (http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html)
Behalve het fysieke brandproces, is het van belang dat de CD op een gestandaardiseerde wijze beschreven wordt. Daarbij moet er onderscheid gemaakt worden tussen fysieke standaarden (structuur en gebruik van de bytes op de datalaag) en bestandssysteem standaarden.
Zie: F. Boudrez, cd’s voor het archief, Stadsarchief Antwerpen, p. 3 (Antwerpen, 2001)http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf (http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf)
De fysieke standaard voor de data cd-r is de standaard ISO-10149. Deze standaard maakt gebruik van een heel nauwkeurige foutopsporings- en verbeteringsmethode. Een dermate hoge nauwkeurigheid is voor data cd's onontbeerlijk. De bestandsysteem standaard zorgt er voor dat de mappenstructuur en de bestanden kan worden uitgelezen. De ISO-9660 standaard zorgt ervoor dat dit op een platform onafhankelijke manier gebeurd.
Een belangrijke mogelijkheid die de ISO 9660 standaard biedt is dat er metadata aan de cd-r kunnen worden toegevoegd. Hier kunnen gegevens ingevuld worden als auteur, archiefnummer, label, copyright informatie, datum, etc. (zie: F. Boudrez, CD's voor het archief, p 6 (http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf) voor een overzicht van de te gebruiken metadata en wijze van invullen.).
Joliet is een uitbreiding van Microsoft op de ISO 9660 standaard en maakt het onder andere mogelijk om langere bestands- en directorynamen te gebruiken (maximaal 64 karakters).
Voor dvd-r geldt de aanbeveling om de UDF (Universal Disk Format ) standaard gebruiken. De hoeveelheid bestanden die op het schijfje gebrand worden is meestal hoger dan 99 (wat de grens is bij ISO 9660). Om te controleren hoe goed de cd-r is beschreven, is het mogelijk de hoeveelheid fouten op de cd te meten. Elke cd bevat fouten, maar foutopsporings- en verbetercode’s zorgen ervoor dat de cd leesbaar is. Het aantal fouten op de cd zal toenemen naarmate de cd door gebruik of ouderdom degradeert.
Fouten op cd's worden vaak met BLER (Block Error Rate). Hiermee wordt aangegeven hoeveel blocks per seconde fouten bevatten over een gemiddelde van tien seconden. De zogenaamde "end of life" van de cd-r wordt vaak in een aantal BLER/seconde aangeduid - bijvoorbeeld 220 BLERS/seconde. Grof gezegd: 220 fouten per seconde.

CD-rot
De term CD-rot is zeker geen nieuwe term. De eerste gevallen van Cd-rot deden zich al snel na de introductie van de audio-cd voor en waren het gevolg van een coating die niet bestand bleek tegen het papier van het boekje in de CD. Aangetaste CD’s klonken als lp’s met veel krassen, en daar dacht men nu juist vanaf te zijn met de introductie van de CD.
CD-rot ontstaat wanneer de reflectielaag van de CD aangetast wordt door vocht en begint te roesten. Dat begint meestal aan de buitenrand van de CD en werkt zich langzaam naar binnen. De opnamelaag wordt uiteindelijk onleesbaar. Cd-rot in meer ruimere zin houdt in dat de opnamelaag - organisch en lichtgevoelig - uit zichzelf degradeert. Dit proces verloopt normaliter zeer langzaam, maar kan worden versneld door externe factoren, zoals roest. Maar ook warmte, zonlicht en (verkeerde) behandeling brengen het schijfje in gevaar. UV-straling kan de lichtgevoelige opnamelaag aantasten en onleesbaar maken. De warmte van het zonlicht kan de opnamelaag beschadigen, zeker in combinatie met een hoge luchtvochtigheid. Ook plotselinge temperatuurwisselingen zijn schadelijk voor de cd-r. Door snelle afkoeling kunnen scheurtjes in de beschermende laag ontstaan. En tot slot kan de reactie van de inkt (waarmee CD’s bedrukt worden) een CD onleesbaar maken.
Toch is het niet altijd zo dat de samenstelling van het schijfje en de fabrikant de schuldigen zijn. Ook de gebruiker kan cd-rot veroorzaken. Denk daarbij vooral aan het gebruik van zelfklevende labels. In de lijm van deze labels zitten bestanddelen die corrosie in de hand werken. Dat is ook het geval bij speciale watervaste cd-stiften. Om cd-rot te voorkomen is het beter om niets op de cd te plakken of schrijven. Gebruik altijd de jewelcase om de gegevens op te schrijven.
Ook de DVD blijkt een vorm van corrosie te kennen waardoor ze onleesbaar kunnen worden. in dat geval spreken we van DVD-rot. Dit is te herkennen aan een soort koffievlek op het oppervlak van de dvd. Ook het fysiek loslaten van de lagen op het schijfje is een vorm van DVD-rot. Het is moeilijker te zien dan bij CD’s, maar wel te herkennen aan haperingen bij het afspelen van de DVD.

Niet alleen rot
Het is niet zo dat rot de enige reden is dat een CD of DVD vroegtijdig aan zijn einde komt. Verkeerd gebruik van de CD en DVD kan veel schade toebrengen. Krassen, vingerafdrukken en vuil kunnen ze onleesbaar maken. Met name de onderkant van de schijf is gevoelig voor krassen omdat de reflectie- en opnamelaag zich er vlak onder bevinden. Sommige cd's hebben daarom een extra beschermende laag aan de bovenzijde.
Het buigen van CD’s, maar vooral DVD’s, kan zeer schadelijk zijn. Hierdoor kunnen de verschillende lagen waaruit de CD’s en DVD’s zijn opgebouwd van elkaar loslaten, waardoor ze onleesbaar worden. Dit proces heet delaminatie. Buigen van CD’s en DVD’s gebeurt sneller dan je denkt, bijvoorbeeld als ze lastig uit de jewelcase te halen zijn.

Werkelijke levensduur
Wat er wordt verstaan onder levensduur, is echter niet altijd eenvoudig te definiëren. In de vakliteratuur word het moment waarop een CD of DVD niet meer bruikbaar is het end of life moment genoemd, zeg maar de overlijdensdatum. Voor een gebruiker komt de levensduur dan ook overeen met de tijd dat het schijfje bruikbaar blijft. Toch is er voor die tijd al veel schade ontstaan; ongemerkt omdat een CD- of DVD-speler in staat is fouten te detecteren en te corrigeren. Dit kunnen ook fouten zijn die optreden in het schrijfproces van de CD; het betreft dan geen fysieke schade, maar schade aan de data. Er is echter een grens aan de mogelijkheid fouten te corrigeren, waar deze grens ligt is afhankelijk van de kwaliteit van de CD of DVD. De officiële norm is gesteld op 220 BLER (Block Error Rate). Dat wil zeggen dat er 220 fouten mogen optreden per seconde.
De werkelijke levensduur van CD’s en DVD’s valt moeilijk te voorspellen. Wel is het zo dat van goedkope cd-r’s, cd-rw’s en DVD’s geen lange levensduur te verwachten valt. Dit blijken vaak schijfjes van mindere kwaliteit te zijn. Vast staat in ieder geval dat de levensduur van honderd jaar die de fabrikanten in de eerste jaren claimden, niet realistisch is. Een levensduur van 10 jaar is volgens onderzoek van het National Media Lab een redelijke termijn. De National Archives and Records Administration (NARA) vervangt de dragers van digitale archiefbestanden om de tien jaar en controleert de dragers jaarlijks op fouten.

Bewaaromstandigheden
In wezen is dus de houdbaarheid van geen enkele CD en DVD echt gewaarborgd. Er zijn echter wel procedures die de risico’s voor verval zo veel mogelijk uitsluiten. Deze zijn vastgelegd in een rapport van de Council on Library and Information Resources (CLIR): F.R. Byers, Care and Handling of CDs and DVDs. http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf (http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf))
Daarnaast bestaat er sinds 2002 een ISO-norm voor goede bewaring en behandeling van optische schijven (ISO-18925, Imaging materials – Optical disc media – storage practices).
Een aantal praktische aanwijzingen: <LI type=disc>Koop A-merk CD’s, het liefst met een reflectielaag van goud <LI type=disc>Bewaar de CD's bij een temperatuur tussen de 5°C en 20°C en bij een relatieve luchtvochtigheid tussen de 20 en 50% <LI type=disc>Voorkom plotselinge temperatuurwisselingen <LI type=disc>Bewaar de schijfjes zo veel mogelijk in het donker <LI type=disc>Bewaar de CD's in de doosjes en plaats de doosjes verticaal <LI type=disc>Neem een CD altijd bij de rand vast, of via de ‘hub’ in het midden, en vermijd vingerafdrukken, stof en krassen <LI type=disc>Bewaar een eventueel hoesje niet in het doosje, het papier kan vocht aantrekken <LI type=disc>Schrijf niet op het etiket van de CD en gebruik geen CD label stickers (lijm kan reageren met de onderliggende lagen) <LI type=disc>Omdat ook lege cd-r's geleidelijk degraderen is het niet verstandig om voor de lange termijn een voorraad cd-r's aan te leggen <LI type=disc>Maak minimaal twee kopieën van de cd en bewaar die op verschillende plakken. Maak eventueel een gebruikerskopie als de CD veel gebruikt wordt <LI type=disc>Beschrijf CD’s in één sessie <LI type=disc>Gebruik ISO-9660 als bestandssysteem voor CD’s <LI type=disc>Controleer de data op de CD regelmatig op fouten <LI type=disc>Buig de cd-r niet <LI type=disc>Voorkom krassen en beschadigingen aan beide zijden van de cd-r <LI type=disc>Vermijdt stof, vuil en vingerafdrukken (draag handschoenen bij het hanteren van de cd-r)
Als de cd-r moet worden schoongemaakt probeer, doe dat dan met een schone, katoenen doek. Wrijf de doek vanuit het centrum naar de zijkant en niet in de richting van de cd. Lukt dit niet dan is het gebruik van milde oplosmiddelen als isopropyl alcohol of methanol toegestaan. Dit geldt echter alleen voor de onderkant (en niet de labelzijde). De bovenkant mag alleen worden schoongemaakt met middelen op waterbasisVoor een handig en snel overzicht, zie de Quick Reference Guide for Care and Handling in het rapport van Byers: http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf (http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf).
Zie ook: F. Boudrez, CD's voor het archief, p 13-14 (http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf).

Lange termijn toegankelijkheid
Of CD’s nu 10 jaar of 100 jaar meegaan, is eigenlijk niet relevant. Ten eerste kan een regelmatige foutenanalyse waarschuwen voor het verval van de drager, zodat de data tijdig overgezet kunnen worden naar een andere drager. Bovendien is het niet echt waarschijnlijk dat men over 100 jaar nog over de hard- en software beschikt waarmee onze huidige CD’s en DVD’s te lezen zijn.
Bedenk daarom dat het verval van het opslagmedium slecht één factor is met betrekking tot behoud van digitale data. Een minstens zo belangrijke bedreiging is het in onbruik raken van hard- en software. Met de komst van nieuwe hard- en software zijn oudere programma’s en dragers vaak niet meer te gebruiken, ondanks het feit dat deze als drager nog lang niet onleesbaar hoeven te zijn. Denk maar eens aan de ponskaart, in de jaren zeventig nog volop gebruikt, en de 5” floppy disk uit de late jaren tachtig, nog maar 20 jaar geleden.
Het bewaren van digitale gegevens voor de lange termijn vereist dan ook een strategie voor de identificatie, opslag, migratie naar nieuwe media en een beleid met betrekking tot het gebruik en de toegankelijkheid van de data. Digitale producten vereisen dus een voortdurende zorg. Digitale data slijt immers niet langzaam en stukje bij beetje, maar is toegankelijk, of niet. Een beetje toegankelijk bestaat niet!

links
<LI type=disc>Robert Gillesse, Aanbevelingen voor lange termijn bewaring van cd-r en dvd-r. http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html (http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html) <LI type=disc>[/URL]Robert Gillesse, Binnen twee jaar onleesbaar? Cd-rot en aanbevelingen om dat te voorkomen. Metamorfoze Nieuws 21 (maart 2002). http://www.metamorfoze.nl/publicaties/meta-n/mn21.pdf (http://www.kb.nl/persons/robert/cdrot/langetermijncdr.html) <LI type=disc>Filip Boudrez, CD's voor het archief (Antwerpen 2001). http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf (http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf) <LI type=disc>[URL="http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf"] (http://www.antwerpen.be/david/website/teksten/DAVIDbijdragen/Archiefcd.pdf)David: http://www.antwerpen.be/david/website/nl/index2.htm (http://www.antwerpen.be/david/website/nl/index2.htm) <LI type=disc>Fred R. Byers, Care and Handling of CDs and DVDs (CLIR 2003). http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf (http://www.clir.org/pubs/reports/pub121/pub121.pdf) <LI type=disc>Jerome L. Hartke, Measures of CD-R Longevity (Media Sciences, Inc. 2001) http://www.mscience.com/longev.html (http://www.mscience.com/longev.html) <LI type=disc>Jerome L. Hartke, Why CD-Rs Fail (Media Sciences, Inc. 2002) http://www.mscience.com/cdrfail.html (http://www.mscience.com/cdrfail.html) <LI type=disc>National Archives and Records Administration (NARA): http://www.archives.gov/ (http://www.archives.gov/)
NARA Technical Information Paper 12: Digital-Imaging and Optical Digital Data Disk Storage Systems: Long-Term Access Strategies for Federal Agencies: http://www.archives.gov/preservation/technical/digital-imaging-and-optical-disk-storage-report.html (http://www.archives.gov/preservation/technical/digital-imaging-and-optical-disk-storage-report.html)

<SAMENVATTING xmlns:xsp="http://apache.org/xsp" xmlns:xsp-session="http://apache.org/xsp/session/2.0" xmlns:util="http://apache.org/xsp/util/2.0" xmlns:xdb="http://exist-db.org/xmldb/1.0" xmlns:xsp-request="http://apache.org/xsp/request/2.0" xmlns:src="http://xml.apache.org/xindice/Query"></SAMENVATTING><SUMMARY></SUMMARY>