home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga Mag HDD Backup / Amiga Mag HDD Backup.zip / Amiga Mag HDD Backup / Alexander.img.bin / Alexander.img / AOL Mail Archive.sit / AOL mail / XFRATE.TXT < prev   
Text File  |  1994-11-23  |  3KB  |  74 lines

  1. Compact Disc Data Transfer Rates
  2.  
  3. Andrew Davidson
  4. Philips Interactive Media of America
  5.  
  6.  
  7. This note is an attempt to provide a derivation of the standard CD-ROM data
  8. rate of 150 kb per second. In this note, "kb" means kilobyte, "mb" means
  9. megabyte, and "Mb" means megabit. A byte is 8 bits. A kilobyte is 1024 bytes
  10. (not 1000 bytes!). I claim that a megabyte is only 1000 kilobytes, not 1024,
  11. but there is some debate about that. I don't have a definitive answer.
  12.  
  13. It all starts with CD-DA (digital audio used for music CDs). CD-DA is sampled
  14. at 44.1 khz. This means that there are 44,100 samples (or digital values) of
  15. audio per second. In PCM audio, which is the standard for CD-DA, samples are
  16. 16 bits per channel. So for stereo, that means 32 bits per sample or 4 bytes.
  17. Multiplying by 44,100 gives 176,400 bytes per second, or ~172 kb, remembering
  18. that a kilobyte is 1024 bytes, not 1000 bytes:
  19.  
  20.   44100 * 4 / 1024 = 172.26 kb
  21.  
  22. So if CDs can transfer at 172 kb per second, where does the 150 kb figure come
  23. from? We seem to have lost 22 kb per second.
  24.  
  25. Digital audio data is a continuous stream of bits on disc - there are no
  26. sectors or files, only a table of contents tucked away on the disc that tells
  27. your CD player where each track begins in that stream. For CD-ROM, we
  28. obviously need some method of putting data into discrete chunks, or sectors.
  29. The Yellow Book (the spec for CD-ROM) defines this method.
  30.  
  31. Sectors on CD-ROM discs are 2352 bytes each and are transferred at the rate of
  32. 75 per second. So:
  33.  
  34.   2352 * 75 = 176,400
  35.  
  36. and that number should be familiar from above: ~172 kb.
  37.  
  38. CD-DA data is very tolerant of errors in the data stream. Even if you "lose"
  39. 4 bytes during a transfer, that is only 1/44,100-th of a second of audio and
  40. the human ear (brain, actually) hardly notices the loss. But if we lose 4
  41. bytes of computer data randomly while using our CD-ROM disc, someone is likely
  42. to get upset. So, each CD-ROM sector reserves 304 bytes of those 2352 for
  43. error detection and error correction codes. These codes guarantee that
  44. transfer errors can always be corrected, protecting the integrity of the data.
  45. (Of course, it can't necessarily recover from peanut butter or scratches on
  46. the disc.)  So now we have fewer bytes in each sector actually available for
  47. user data:
  48.  
  49.   2352 - 304 = 2048 bytes per sector, and
  50.   2048 * 75 sectors per second = 153,600 bytes per second
  51.   153600 / 1024 = 150.0 kb per second
  52.  
  53. Therewith, the mythical 150 kb per second.
  54.  
  55. Newer double speed CD-ROM drives have to transfer at this rate to support
  56. CD-DA, but can also go faster (150 sectors per second) for computer data to
  57. achieve the 300 kb per second rate.
  58.  
  59. One also hears transfer rates quoted in terms of megabits per second (Mb).
  60. Remembering that a byte is 8 bits, we can recast the 150 kb figure in terms
  61. of Mb:
  62.  
  63.   150 * 8 * 1024 = 1,228,800 bits per second
  64.   1228800 / 1024 / 1000 = 1.2 megabits per second
  65.  
  66. So 150 kb per second equals 1.2 Mb per second. You will often hear data
  67. transfer rates for compressed digital video (like MPEG) referred to in Mb
  68. per second. 1.2Mb per second is the nominal rate for optical disc-based
  69. transmission of MPEG compressed video. In this case, we can sacrifice the
  70. error correction data (since errors in real-time audio and video are also
  71. less critical) and use the remaining bandwidth for MPEG compressed audio.
  72. The total is then back to approximately 1.5 megabits per second, which
  73. is compatible with CD-DA transfer rates.
  74.