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CD가 폭발하면 어디에 하소연?

CD가 터지는 것은 어제 오늘만의 일이 아니다. 제조업체가 40배속 CD-ROM 드라이브를 내놓은 1999년 2월부터다. 게다가 48배속과 52배속 CD-ROM 드라이브가 나왔을때 더욱 많은 이들이 CD가 커져 놀랐다. CD가 터지는 것을 해프닝으로만 보아서는 안될 이유는 부서진 CD 조각이 CD-ROM 드라이브밖으로 튄다는데 있다.

■ CD-ROM? CD 미디어? 원인은?

디아블로 게임을 유통하는 한빛소프트 고객지원센터 유재호씨는 “6월달에 디아블로 CD를 267개나 바꿔줬다. 이 가운데 80건이 CD-ROM 드라이브 안에서 터졌다고 바꿔간 것이다”고 밝혔다.

삼성전다 ODD(optical drive device) 테크서포트 장영철 과장은 “CD가 터지는 것은 모든 제조사의 CD-ROM 드라이브에서 똑같이 일어난다. CD-R 미디어의 안쪽구멍에 흠이 나면 터질 확률일 크다”면서 CD가 터지는 원인을 더 찾고 있다고 했다. 반면 삼성 ODD 사업부 박동민 과장은 “삼성은 52배속 CD-ROM 드라이브에 떨림방지 기술인 ABS(automatic ball system)와 진동 흡수 장치인 DVA를 지녔다”면서 자사 CD-ROM 드라이브는 문제 없다고 잘라 말했다.

LG DCT(digital storage core technology) 책임연구권 김수경

과장도 “LG CD-ROM 드라이브는 ABB(automatic ball balamcing) 기술을 써서 CD미디어를 높은 속도로 돌릴 때 진동과 소음이 생기는 것을 줄였다”고 자신하고 CD가 터지는 이유는 CD 미디어에 난 흠집 때문이지, CD-ROM 드라이브 때문은 아니라고 한다.

우리나라에서 가장 큰 CD-R미디어 제조공장을 갖춘 SKC 이기욱 과장의 말은 좀 다르다. “몇몇 품질이 떨어지는 중국산 CD 미디어는 진동이 심한 CD-ROM 드라이브에서 고배속의 원심력을 견디지 못하고 드라이브 안쪽 벽에 부딪혀 터지는 것으로 보인다”면서 CD 미디어 제조업체는 CD 미디어 국제규격이 고배속 CD-ROM 드라이브가 아닌 1배속에 맞춰 정한것이기 때문에 ‘품질’문제는 CD 미디어 제조업체 각자의 양심에 맡길 뿐이라고 털어 놓았다.
PC사랑은 연세대학교 CISD(정보저장기기 연구센터)에서 실제로 CD미디어가 약하거나 안쪽 구멍에 흠집이 나서 깨지는지 테스트했다. 안쪽 구멍이 2cm 정도 깨진 CD미디어 2당(공CD와 프레스CD)을 별다른 충격없이 10분 동안 9,00rpm 속도록 화전시켰더니 2cm의 상처가 더 이상 커지지도, 터져서 폭발하지도 않았다. 테스트대로라면 CD-ROM 드라이브 제조업체의 ‘CD미디어에 흠집이 나서’라는 말은 설득력을 잃는다.

그렇다면 어떻게 CD 미디어가 CD-ROM 드라이브에서 터지는 것일까? 테스트 결과를 보면 CD가 흠이 났어도 회전하는 힘(원심력)을 버티면 터지지 않는다. 더 큰 힘이 있어야 CD 미디어가 커진다는 말이다.

그 힘은 공진(共振) 주파수에서 찾을 수 있다. 공진 주파수란 모든 물체들이 갖고 있는 고유한 물리적 특성으로, 공명(共鳴, resonance)이라고도 한다. 공진 주파수가 같은 소리굽쇠를 가까이 대고 한쪽을 때리면 다른 쪽 소리굽쇠도 따라서 울리기 시작한다.
즉, 같은 주파수를 지닌 음파가 겹치면 소리가 갈해지는 원리다.
CD-ROM 드라이브가 회전할 때 내는 공진 주파수는 오는 속도에서 CD 미디어가 지닌 고유 공진 주파수와 같아진다. 이때 CD 미디어 안 구멍에 흠이 있다면 끼지기 쉬운 것이다..

■ 48X, 52X이 문제?

그렇다면 회전속도가 얼마큼 되어야 CD 미디어와 공진 주파수가 같아질까?
광디스 떨림 특성을 풀이한 LG전자의 97년 특허(P97-57077)를 토대로 CD 미디어가 지닌 공진 주파수를 CD-ROM 드라이브 회전속도(rpm : 1분당 회전수)로 바꾸어 보았더니 5,820, 6,600, 8,520, 17,520, 90,720 rpm 이다.
이 같은 속도로 CD-ROM 드라이브가 돌면 CD 미디어와 진동 주파수가 같아져 쉽게 깨진다는 소리다.

배속에 따른 CD-ROM 드라이브의 CD 회전 속도를 그래프1에 담았다. 이것을 보면 CD-ROM 드라이브는 32배속까지 6,800rpm 속도를 낸다. CD 미디어의 공진 주파수에 미치지 못하는 속도다. 48배속은 8,500rpm까지 치닫는다. 이것은 CD 미디어가 지닌 공진 주파수 (8,520rpm)와 비슷한 값이다. CD-ROM 드라이브가 내는 공진 주파수는 8,520rpm 속도로 돌던 CD 미디어와 같아지므로 CD 미디어는 더욱 힘을 받아 떨림이 심해진다. 때문에 성냥개비 탑처럼 CD 미디어가 드라이브와 살짝만 스쳐도 깨진다는 말이다.





CD 미디어는 공진 주파수가 힘을 더하기 이전에 기본적으로 어느 정도 떨고 있을까? 이름이 잘 알려진 CD-R 미디어 7가지를 놓고 바깥쪽 끄트머리를 기준으로 위아래로 움직인 길이 (vertical runout)와 끄트머리가 가운데서부터 얼마나 휘었나 (vertical deviation)를 쟀다. 참고로 국제 규격은 1배속 CD-ROM 드라이브를 기준으로 만든 것 밖에는 없기 때문에 최신 고배속 CD-ROM에서는 알맞지 않다.

구 분
위아래로 흔들린 길이
(vertical runout)
위아래로 얼마나 휘었나
(vertical deviation)
국제 규격
없음
±300을 넘기면 나쁨
SKC(한국)
17 (흔들림 적음)
52 (좋음)
삼성 (대만)
34 (보통 흔들림)
-59 (좋음)
다이요우덴 (일본)
17 (흔들림 적음)
57 (좋음)
리코 (대만)
57 (많이 흔들림)
37 (좋음)
이메이션 (일본)
25 (흔들림)
19 (좋음)
메모렉스 (일본)
28 (흔들림)
3 (아주 좋음)

단위 : 마이크로미터(㎛)

결과를 보면 SKC와 다이요우덴사의 제품은 회전할 때 흔들림이 적어 터지지 않는 조건을 갖췄지만 대만산 제품은 많이 흔들려서 터질 확률이 크다.

CD가 CD-ROM 드라이브에서 터지는 이유를 간추리면 이렇다.
많이 흔들리는 CD 미디어를 48배속이나 52배속 CD-ROM 드라이브에 넣고 8,520rpm 속도로 돌리면 CD-ROM 드라이브와 CD 미디어의 공진 주파수는 같아진다. 이미 흔들리고 있던 CD 미디어는 공진 주파수 때문에 더욱 큰 힘을 얻는다. 이때 드라이브 안쪽 벽에 살짝 스치면 깨지는 것이다. 그렇다면 CD가 터지는 것을 막는 법도 간단하게 정리할 수 있다.
현재 많이 사용되고 있는 48, 52배속 CD-ROM 드라이브를 다른 제품으로 바꾸기는 어렵다. 대신 CD 미디어를 살 때 품질을 따져 고르고, CD 미디어 안쪽 구멍이 깨지는 등 흠나지 않게 CD 케이스에 잘 보관한다. 또 CD 미디어를 CD-ROM 드라이브 트레이에 얹을 때 비둘어지지 않게 가운데에 잘 놓아야 한다.
CD-ROM 드라이브 업체는 지금의 48배속과 52배속 회전 속도를 좋게 고쳐서 CD 미디어의 공진 주파수와 같아지지 않게 하고 회전 모터를 더욱 좋게 고쳐서 떨림을 줄여야 한다.
CD 미디어 제조사는 고배속 CD-ROM 드라이브에서 위아래와 끄트머리가 움직임이 적은 제품을 만들어 공진 주파수가 더해져도 드라이브 안쪽에 부딪히지 않게 한다. 또, 공진 주파수 대역이 다른 GE 플라스틱(현재 개발중이라고 한다.)과 같은 재료를 써서 CD 미디어를 만드는 방법이있다.



▒ 출처 : 월간 PC 사랑 2001년 8월호
조선일보 2002년 3월 4일자

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