Monografias | Discos opticos y sus unidades

Los discos ópticos presentan una capa interna protegida,donde se guardan los bits mediante distintas tecnologías, siendo que en todasellas dichos bits se leen merced a un rayo láser incidente (figuras 2.39 y2.54). Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones microscópicas depropiedades óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabaciónrealizada en la escritura. Un sistema óptico con lentes encamina el hazluminoso, y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos.

Las tecnologías de grabación (escritura) a desarrollar son:

 

• por moldeado durante la fabricación, mediante un molde de níquel (CD-ROM y DVD ROM),

   

   

• por la acción de un haz láser (CD-R y CD-RW, también llamado CD-E),

   

   

• por la acción de un haz láser en conjunción con un campo magnético (discos magneto-ópticos - MO).

   

Los discos ópticos tienen las siguientes características,confrontadas con los discos magnéticos:

 

• Los discos ópticos, además de ser medios removibles con capacidad para almacenar masivamente datos en pequeños espacios -por lo menos diez veces más que un disco rígido de igual tamaño- son portables y seguros en la conservación de los datos (que también permanecen si se corta la energía eléctrica). El hecho de ser portables deviene del hecho de que son removibles de la unidad.
  Asimismo, tienen bajo costo por byte almacenado. Los CD-ROM se copian (producen) masivamente.
  La mayor capacidad de los discos ópticos frente a los magnéticos se debe al carácter puntual del haz láser incidente, y a la precisión del enfoque óptico del láser. Ello permite que en una pista los bits estén más juntos (mayor densidad lineal), y que las pistas estén más próximas (más t.p.i).
  Los CD son más seguros en la conservación de los datos, dado que la capa que los almacena es inmune a los campos magnéticos caseros, y está protegida de la corrosión ambiental, manoseo, etc., por constituir un "sandwich" entre dos capas transparentes de policarbonato.
  Por otra parte, la cabeza móvil -que porta la fuente láser y la óptica asociada- por estar separada a 1 mm. de la superficie del disco, mmca puede tocarla. Por ello no produce en ella desgaste por rozamiento, ni existe riesgo de "aterrizaje", como en el disco rígido con cabezas flotantes. Tampoco el haz láser que incide sobre la información puede afectarla, dada su baja potencia.

   

Son aplicaciones comunes de los discos ópticos: las bases dedatos en CD ROM para bibliotecas de datos invariables (enciclopedias, distribuciónde software, manuales de software, demos, etc.), y para servidores de archivosen una red local, así como el uso de CD-R (grabables por el usuario) paracopias de resguardo seguras, y las bibliotecas de imágenes.

Puede estimarse entre 10 y 15 años la permanencia de lainformación en un CD ROM común, dado que la superficie de aluminio quecontiene la información se oxida muy lentamente en ese lapso, salvo que seasometida a una protección anti-óxido especial, o sea de oro. En un CD-R estetiempo será mucho mayor, por presentar oro la fina capa metálica interior.

En informática se usan los siguientes tipos de discos ópticos,tratados luego en detalle:

Si bien los CD-ROM son los CD más usados para almacenarprogramas y datos, las unidades lectoras de CD actuales también permiten leerinformación digital de otros tipos de CD basados en la misma tecnología, convistas a aplicaciones en multimedia, como ser:

CD-DA (Digital Audio): es el conocido CD que escuchamos en unreproductor de CD para audio. Podemos escuchar la música que contiene mientrastrabajamos con una PC, o bien mezclarla en usos multimedia.

CD-I son las iniciales de disco compacto interactivo. Detecnología semejante al CD-ROM, puede combinar datos, audio y video, conforme aun estándar multimedia propuesto por Phillips y Sony en 1986. Este tambiéndefine métodos para codificar y decodificar datos comprimidos, y paravisualizarlos. Almacena 72 minutos de audio digital estéreo ó 19 horas deconversación de calidad en mono, ó 6000 a 1500 imágenes de video - según lacalidad deseada- que pueden buscarse interactivamente y mezclarse. Requiere unaplaqueta inteligente especial en el computador. Al usuario le es factibleinteractuar mientras el CD es reproducido -en una unidad lectora compatible-mediante el mouse, o un dispositivo para disparar sobre un punto infrarrojoemitido ("thumbstick").

CD-ROM XA (de extended Architecture): es un estándar parasonido e imagen propuesto por Phillips, Sony y Microsoft, extensión de lasestructuras de un CD-ROM, que especifica la grabación comprimida de sonido enun CD-ROM por el sistema ADPCM, también empleado en CD-I. Esto hace que unCD-ROM XA sea un puente entre CD-ROM y CD-I.

Photo CD: el estándar elaborado en 1990 por Phillips yEastman Kodak especifica el procedimiento para convertir fotografías de 35 mmen señales digitales para ser grabadas en un CD-R en una o varias sesiones. Lagrabación se realiza durante el revelado de la película. Así se guardancientos de fotos color en un CD-R. Los Photo CD y Video CD son CD-ROM XA"Bridge Format", que pueden leerse en lectoras CD-I como en lectoraspropias de computadoras.

En un CD-ROM la espiral que codifica la información grabadaes moldeada (en máquinas que fabrican en serie miles de CD iguales) en un moldede níquel, en el cual a temperatura se inyecta plástico.

A dicha espiral así moldeada se le deposita una fina capa dealuminio, y es protegida por una capa transparente superior. Más en detalle,con el disco visto desde abajo, la superficie grabada (figura 2.33) presenta unasucesión de hoyos ("pits") separados por espacios planos("lands"), que forman una pista en espiral.

De este modo, un CD-ROM es grabado por el fabricante -enserie con otros iguales- pudiendo posteriormente ser sólo leído por el usuarioen su unidad lectora de CD-ROM. En ésta (figura 2.37) un haz láser puntualsigue la pista en espiral metalizada que contiene la información, y al serreflejado por dicha pista permite detectar la longitud de los "pits" y"lands" que codifican la información almacenada.

Por presentar un CD-ROM más bytes para código detector deerrores que un disco CD-DA, no es factible leerlo en una reproductora para CD deaudio.

La información digital (bits) en un CD-ROM -al igual que enun CD DA- se debe grabar en bloques (también llamados sectores) contiguos deuna espiral (figura 2.34).

Un tipo de CD-ROM de 60 min de duración (también soncomunes los de 74 min) presenta la espiral constituida por 27000 sectoresconteniendo cada uno 2048 bytes (2 K) para datos. En total se pueden almacenar:

Antes de grabar el disco "master", punto de partidapara fabricar miles de CD ROM, un programa fracciona cada archivo a grabar ensectores de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los campos de unsector (figuras 2.45 a 2.48):

 

1. unos y ceros indicadores de comienzo de bloque, que sirven para sincronismo con la lectora de CD.

    

    

2. una secuencia de bits que irá en la cabecera (header) de cada bloque para poder localizarlo.

    

    

3. los códigos ECC de Reed y Salomon para detectar/corregir errores que van al final de cada bloque.

    

Cada uno de los 270.000 bloques así conformados se vagrabando en un disco "master" de vidrio, recubierto en una de suscaras por una película que atacará un haz láser, para formar en ella unaespiral constituida por hoyos ("pits"). Para ello, se inserta el disco"master" de vidrio en un dispositivo de grabación, que presenta uncabezal que porta un haz láser de potencia, el cual se mueve en línea rectadesde el centro al borde del disco. Este movimiento combinado con el de giro deldisco, da como resultado que sobre la superficie del disco pueda formarse unaespiral que crece desde el centro. Cada vez que el haz es activado, el calor quegenera la punta microscópica del mismo (menor que una milésima de mm.) atacala película que recubre el vidrio del "master" -en la cual estáenfocado- generando en ella un hoyo que conformará la espiral.

Más en detalle, una computadora envía al cabezal, uno poruno, los bits a grabar, y en correspondencia se enciende o apaga el haz láser.Si el haz se activa, quema un punto microscópico en la pista en espiral que seva generando (de ancho algo menor que el punto), creando en ella un hoyo. Deesta forma dicha pista se va conformando por hoyos ("pits"), separadospor espacios no atacados por el haz, los "lands" (figura 2.33).

En un tipo de grabación corriente, un "land"representa un uno, y el "pit" que le sigue representa uno o másceros, según sea la longitud de dicho "pit" (y el tiempoinvolucrado).

La espiral presenta unas 16.000 vueltas por pulgada radial(t.p.i). En el espesor de un cabello entran 50 vueltas. En total tiene 22.190vueltas.

Cada archivo queda grabado en sectores sucesivos (que formanlo que suele denominarse un "track", aunque la pista en espirales una sola). A continuación de un archivo sigue otro en la espiral, como enuna cinta magnética.

Luego de grabar el disco "maestro" se fabrican réplicasmetálicas (resistentes a la manipulación) de su superficie, por duplicaciónelectrolítica, resultando otros discos de metal, "negativos" y"positivos" del "maestro" original. Este servirá de moldepara fabricar en serie los CD de plástico. Para fabricar cada CD, por inyecciónde plástico (policarbonato que se derrite en el molde de níquel citado), semoldean la espiral -réplica de la existente en el "master"- junto conla capa inferior que le sirve de protección, constituyendo una sola piezatransparente. (figura 2.35 a). Por ser el molde un "positivo" delmaster, la espiral moldeada será un "negativo", o sea los"pits" como "mesetas montañosas" en su superficie superior.Esta superficie "montañosa" en espiral, debe ser metalizada (figura2.35 b) con una fina capa reflectante de aluminio (u oro); y en otro paso deberáser cubierta por una capa protectora de resina acrílica, sobre la cual seimprimirá la etiqueta, que conforma el "el techo" plano del CD. Vistoel CD de--,de abajo presenta una superficie plana, sobre la cual está laespiral "montañosa" recubierto por la capa de metal, y sobre ésta lacapa protectora transparente donde va la etiqueta.

La figura 2.35 c es una ampliación de la 2.35 b, con uncorte en "mesetas". Sirve para mostrar que en una lectura, el haz láser-que llega al CD por su cara inferior y atraviesa su capa transparenteprotectora inferior- si pasa por una "meseta" es reflejado por la capade aluminio que la recubre, siendo así la meseta sensada desde abajo por el hazcomo un hoyo ("pit"). Los hoyos vistos desde la cara inferior del CDson como se indica en la figura 2.33.

La pista en espiral de un CD presenta el mismo número debits por centímetro en todos sus tramos (densidad lineal constante), paraaprovechar mejor el medio de almacenamiento. Un disquete gira a velocidadangular constante (CAV: constant angular velocity), como ser, cada vueltasiempre en 1/5 seg. Si tiene 18 sectores por pista, en cada vuelta leerá 18sectores en 1/5 seg, cualquiera sea la pista. De esta forma, con CAV, se logra fácilque la cantidad de bits que se leen por segundo (velocidad de transferenciainterna) sea la misma, sin importar qué pista sea.

Análogamente en un CD-ROM, por tener su pista en espiraligual densidad en cualquier tramo, a medida que ella es leída desde el centroal borde, -y por ende también cuando es grabada- la velocidad de giro debedisminuir continuamente, para que la cantidad de bits leídos por segundo seaconstante en cualquier tramo. Dado que la espiral tiene igual cantidad de bitspor cm en cualquier tramo, una vuelta interna guardará menos bits que otra másexterna, por tener menor longitud. Si la espiral se leyera a velocidad de giroconstante, durante una revolución del disco, una vuelta más interna de laespiral proporcionaría menos bits que otra más externa. De ser así, lalectura de una vuelta más interna de la espiral al ser leída proveería menosbits por segundo que otra más externa.

Para tener igual densidad en cualquier tramo de la espiral,en la grabación del "master", el punto luminoso del haz láseremitido por la cabeza (que se mueve en línea recta radial desde el centro alborde del plato, incidiendo siempre perpendicular al disco) genera la espiral avelocidad lineal constante (constant linear velocity-CLV, en cm/seg), para quesea constante la cantidad de bits grabados (y por ende leídos y transferidos)por segundo. Para que esto ocurra, el disco en el centro gira a una ciertavelocidad angular (vueltas por segundo), que debe disminuirr permanentemente amedida que la cabeza se aleja rectilineamente hacia el borde del disco.

Resulta así, que la velocidad de rotación variable de un CDno se debe a su pista en espiral. Del mismo modo (figura 2.3), en un disquete,un sector más interno ocupa menos longitud de pista (mayor densidad de bits porcm) que otro más externo (menor densidad).

Sintetizando: por girar un CD a velocidad angular variable, yser escrito a velocidad linear constante, se escriben (y leen) la misma cantidadde bits por segundo y por centímetro, cualquiera sea el sector del mismo Lossectores grabados, por contener igual cantidad de bytes, presentarán iguallongitud en centímetros, dado que la cantidad de bits por centímetro es igualen cualquier porción de la espiral. El número de sectores escritos en cadavuelta de la espiral es un número variable, y en general no entero.

El hardware de una unidad lectora de CD (CD drive o CD player) comprende, básicamente:

 

• Mecanismos y motor de bandeja para insertar y retirar el CD.

   

   

• Electrónica de este periférico (IDE o SCSI), basada en un microcontrolador, con programas en EPROM para gobernar la mecánica y la electrónica de la unidad, y para detectar y corregir errores de lectura.

   

   

• Motor de giro del disco.

   

   

• Motor para movimiento (radial), hacía delante o atrás, de la base que soporta el cabezal de lectura.

   

   

• Diodo láser y óptica auxiliar.

   

   

• Optica móvil de enfoque (con motor).

   

   

• Subsistema de óptica móvil para seguimiento de la pista.

   

   

• Diodos foto-sensores de las señales ópticas reflejadas en el CD, y óptica auxiliar.

   

En un tipo de mecanismo corriente, al apretar un botón labandeja de inserción ("caddy") sale hacia fuera, y el CD es puesto enella (figura 2.36). Al pulsar nuevamente dicho botón, la bandeja vuelve haciaadentro.

En un determinado momento de su trayecto empuja tambiénhacia adentro a dos "mandíbulas" que se cierran paulatinamente (comouna dentadura), hasta que el agujero central del disco queda prisionero (a travésdel hueco la bandeja) entre dos piezas circulares giratorias imantadas,vinculadas a esas mandíbulas. Así el disco queda centrado, y levantadorespecto de la bandeja, a fin de no rozarla al girar.

Más en detalle, al final del recorrido de la bandeja -cuandose cierran por completo las mandíbulas- la pieza circular ligada a la mandíbulasuperior atrae magnéticamente al cuerpo de la pieza circular de la mandíbulainferior, vinculada al eje de un motor de giro, para asegurar que el bordeinterno del disco quede aprisionado entre dichas piezas, a fin de que puedagirar correctamente y esté centrado, como se planteó.

La mandíbula inferior presenta una base que contiene elmotor de giro, el cabezal con el láser, y un sistema con dos guías (figura2.37) para desplazar hacia atrás o adelante (mediante otro motor) el cabezalrespecto a esta base, en dirección radial al disco. Además existe un busflexible, para conectarla a la electrónica IDE.

Para que en todos los puntos grabados en espiral en el CDpueda incidir el haz láser generado por el cabezal, a medida que éste avanzaradialmente hacia el borde del CD, se disminuye la velocidad de giro del disco;e inversamente, si el cabezal avanza hacia el centro, el CD debe girar más rápido.O sea, que al pasar el haz de un punto al siguiente de la espiral grabada, lavelocidad de giro del disco ya varió.

El cabezal está a 1 mm. de la superficie del CD, generandoun haz láser infrarrojo no visible, de baja potencia (pero peligroso para lavista), con un sistema de autoenfoque automático permanente en la capa dealuminio del CD, para incidir sobre "pits" y "lands" de laespiral grabada en esta capa (figuras 2.38 y 2.39).

Si en su movimiento rectilíneo radial a velocidad constante,el punto luminoso del haz incide en un "land" de la espiral grabada(cuya velocidad de rotación varía constantemente), el haz láser es reflejadopor el aluminio, con mayor intensidad que si incide en un "pit".

Un diodo fotosensor detecta estas diferencias de intensidadde luz láser reflejada, a fin de recuperar -bajo la forma de impulsos eléctricos-los ceros y unos almacenados. Dichos pulsos según su duración representandistinto número de ceros, mientras que tanto el comienzo como el final de unpulso representa un uno.

A un nivel de mayor detalle, en el cabezal existe un sistemade lentes móviles no dibujado -gobernado por la electrónica de la unidadlectora de CD, basada en un microprocesador- que tiene como función enfocar elhaz láser en cada punto de la espiral grabada, formada en la capa metálica delCD. Esto es necesario, dado que el CD no es perfectamente plano, por presentardeformaciones (± 0,6 mm) por el proceso de fabricación. También dicha electrónicacomanda otro subsistema para desplazar levemente el haz sobre la superficiegrabada del CD, de modo que en la lectura el haz siga correctamente sobre lapista en espiral grabada.

Los CD que almacenan 650 MB y 1,3 GB se graban típicamentesegún al método PPM (pulse position modulation) por el cual (figura 2.39) serepresenta un uno haciéndole corresponder un "land" de la espiral, alcual sigue un número de ceros representados por la longitud del "pit"que sigue a dicho "land". Los bytes a grabar están recodificados segúnel código EFM, a tratar.

En la lectura de un CD (figura 2.38) el diodo láser delcabezal genera un haz de luz láser infrarrojo perpendicular a la superficie deldisco. En su camino hacia el disco, atravesará un prisma triangular sindesviarse, y luego pasará por otra lente (o por una bobina en la cual circulacorriente eléctrica) para que el haz sea enfocado como un punto en la capareflectante de aluminio donde están los pits y lands de la espiral. Al incidirel haz en la primer capa transparente protectora del CD, tiene un diámetro de 1mm (figura 2.40).

Atravesando esta capa los rayos se difractan (desvían),llegando luego a tener el haz un diámetro de unas 0,8 milésimas de mm. Cuandoincide sobre la pista en espiral (cuyo ancho es de 0,5 milésimas).

En PPM un "land" es menor que 0,8 milésimas, porlo que el haz mmca puede incidir totalmente en un "land": parte de losrayos incidirán en el "land", y parte en el "pit" vecino(figura 2.39). Dado que un "pit" está a una profundidad de un cuartode longitud de onda de un "land", la porción de rayos que inciden enel "pit", antes de hacerlo recorren un cuarto de onda más que los queinciden en el "land". El haz luego de incidir en el aluminio, sereflejará. Los rayos que incidieron en el "pit" después dereflejarse harán nuevamente un cuarto de onda más de camino que aquellos queincidieron en el "land".

En definitiva, los rayos incidentes en el "pit"recorrerán media onda (un cuarto más un cuarto) más que los incidentes en el"land". El efecto resultante, es que el haz que incide parte en un"land" y parte en un "pit", al ser reflejado, llega al diodofotosensor con muy poca intensidad luminosa (luego de pasar por el objetivo yser reflejado por la cara de un cristal que por su inclinación oficia deespejo), por anularse entre sí los rayos desfasados en media onda provenientesdel "land" y del "pit".

En cambio, cuando el haz incide en un "pit" (figura2.39), en cada punto del mismo todos los rayos reflejados recorrerán la mismadistancia, reforzándose mutuamente (todos en fase) provocando una fuerteintensidad luminosa al llegar al fotodiodo.

El método de registro PWL (Pulse Width Modulation) permiteuna mayor densidad de almacenamiento. Los "lands" dejan de servir paracodificar un solo uno, pudiendo codificar uno o más ceros como los"pits". La transición de "pit" a "land" o lainversa codifica un uno (figura 2.41); y la distancia entre dos transiciones(dos unos) representa un cierto número de ceros, según sea su longitud (y eltiempo transcurrido).

Existen unidades lectoras CD-ROM de tipo 2x, 4x, 6x y 8x,....de doble, cuádruple, séxtuple, óctuple, ... velocidad que la velocidad simplede una unidad CD de audio estándar, respectivamente. Las mismas tienen, enconsecuencia, tiempos de acceso y transferencia respectivamente más rápidosque la velocidad CD estándar.

Por ejemplo, las del tipo 6x tienen un tiempo de acceso deunos 120 mseg (para 1/3 de carrera del cabezal entre extremos, que se duplica sila carrera es entre extremos), y velocidad de transferencia de 900 Kbytes/seg,casi 1 MByte/seg (contra 600 Kbytes/seg de las 4x, en correspondencia con el 50%de diferencia de velocidad). Las unidades 6x presentan un buffer de datos de 256Kbytes.

En la performance de una lectora intervienen la eficienciadel controlador y e1 tamaño del buffer.

Un CD-R (CD Recordable, o sea grabable) puede grabarse porcualquier usuario que tenga conectado en su computadora el periférico"unidad grabadora de CD" (u optar por pagar este servicio).

En ésta, un haz láser graba en una espiral parcialmentepregrabada de fábrica –construida en una capa de material orgánico- unequivalente de "pits" y "lands", requeridos para almacenarlos datos. Dicha espiral ya viene formateada por hardware con las direcciones delos sectores, y sirve de guía para el láser. El CD-R sobre dicha capa orgánicacon la espiral, que es translúcida, presenta otra capa de oro para reflejar elhaz láser en cada lectura (figura 2.43). Estas dos capas están protegidas porotras de policarbonato. La capa orgánica translúcida es de resina o pigmentoverde (generalmente cyanina). Durante el proceso de grabación (figura 2.42) delos datos, el equivalente de un "pit" se establece al decolorarse-merced al calor puntual generado por el haz láser- puntos de la capa orgánicade pigmento (típicamente verde). 0 sea que un CD-R simula ópticamente los"pits" y "lands" físicos de un CD-ROM.

Después de ser grabado, un CD-R se convierte de hecho en unCD-ROM, que puede leerse en cualquier unidad lectora de estos discos -de laforma antes descripta- sin posibilidad de ser regrabado.

Para la lectura de cada punto de la espiral (figura 2.43), elhaz láser incidente atraviesa la capa de policarbonato transparente y la capade pigmento, hasta llegar a la capa superior metalizada cm oro, donde se refleja(en ella está enfocado). El haz reflejado -correspondiente al punto leído- essensado por un fotodiodo, pasando ahora primero por la capa de pigmento y luegopor la transparente. Según que el punto de la capa de pigmento por donde pasóel haz incidente (y retomó reflejado) esté decolorado ("pit") o no("land"), el haz reflejado tendrá distinta intensidad, lo cual serádetectado por el fotodiodo. Puntos sucesivos de igual intensidad luminosaconstituirán un "pit" o un "land", según el valor de laintensidad detectada.

No es necesario grabar toda la espiral de un CD-R de una solavez (sesión). Es factible hacerlo en tantas "sesiones" como archivosse quiera incorporar a lo largo del tiempo, hasta completar la capacidad delCD-R (como ser, 650 MB).

Una vez grabada una porción de la espiral, no puede borrarsey ser regrabada. Por tal motivo, los CD-R también se denominan CD-WO (WriteOnce, o sea de una escritura). Esta imposibilidad de regrabación ha motivado suuso en el ámbito contable y financiero, pues garantiza datos no borrables paraauditorias. Por lo general, los CD-R se reconocen a primera vista, por el colordorado de su etiqueta.

Los primeros 4 mm de ancho radial de una espiral de un CD-R ode un CD-ROM (figura 2.44) constituyen el "lead in", que antecede a lazona de datos. Esta es de unos 29 mm de ancho, y le sigue el "leadout" de 1 mm.

En un CD-R, el "lead-in" es precedido por dos áreasnecesarias para alinear el haz láser a fin de poder grabar lo que sigue. Cadasesión de grabado de la espiral debe comenzar con la escritura de un "leadin", y terminar con la de un "lead out". A su vez, cada"lead in" debe contener la tabla de contenidos ("Tabla ofcontents" TOC), índice de los datos grabados en la sesióncorrespondiente.

Debe mencionarse que un CD-R grabado en"multisesiones" debe ser leído por un lector de CD-ROM apropiado(como son los actuales). De no serlo, sólo leerá la primer sesión.

Existen grabadoras/lectoras de CD-R de varias velocidades(x1, x2, x4 ... ). A mayor velocidad debe usarse un láser más potente paraproducir más calor, de forma de poder atacar adecuadamente los puntosrequeridos en la espiral. Existen discos vírgenes CD-R para distintasvelocidades, cuyo sustrato disipa distinta cantidad de calor en correspondenciacon su velocidad de grabación.

Los discos WORM ("Write Once Read Many") fueron losprecursores de los CD-R. La tecnología WORM no está normalizada: ciertosdiscos sólo pueden insertarse en unidades de un determinado fabricante. Estosdiscos son de 5 1/4", y vienen en "cartuchos" semejantes a los deplástico que protegen los disquetes magnéticos de 3 1/2", para serinsertados en las unidades correspondientes. Además existen discos con datosgrabados en espiral, y otros con pistas concéntricas. Según la norma seguidapor los fabricantes, un cartucho de 5 1/4" puede tener ya sea 640 MB ó 1,2GB. Discos de 12" usados en redes pueden guardar más de 6 GB.

Por su capa orgánica los CD-R no deben ser expuestos aexcesivo calor (por ejemplo dentro de un automóvil o sol directo) o humedad,pues pueden reducir su vida útil, o ser inutilizables por filtraciones decyanina. También se debe cuidar de no escribir con bolígrafo su etiqueta, dadoque la presión ejercida puede dañarlos. Una unidad CD-R puede leer un CD-ROM,y viceversa.

Tanto en el CD-ROM grabado en serie por inyección dematerial, como en el CD-R grabado en una unidad de grabación, la lectura de losarchivos contenidos es casi directa (random), sin tener que empezar a buscardesde el comienzo de la espiral, merced a que los sectores grabados en ésta sonlocalizables por su dirección.

Cada sector de un CD-ROM o de un CD-R (figura 2.34) seidentifica por una dirección formada por tres números (figura 2.45). Volviendoal CD antes ejemplificado de 60 minutos y 270.000 sectores, los dos númerosprimeros de una dirección son los minutos y segundos horarios (mm:ss); cada unopuede variar entre 00 y 59 (para indicar 60 números distintos). A partir delcomienzo de la espiral minutos y segundos van progresando en forma absolutadesde 00:00 hasta 59:59 como indicadores de direcciones de los sucesivossectores de la misma, y sirven de primer referencia para localizarlos.

Pero para individualizar cada sector hace falta un tercer número,dado que, por ejemplo, si en un CD x1 lee 75 sectores por segundo, suponiendoque un sector se lea luego de transcurridos 23 min. 40 seg. del comienzo (00:00)de la espiral, los 74 sectores siguientes en su dirección contendrán los números23:40, puesto que la menor medida de tiempo en este sistema es el segundo. A finde individualizar cada uno de los 75 sectores con dirección 23:40 se agregaotro número designado número de sector, que va de 0 a 74. Entonces, ese primersector que está justo en 23:40 tendrá por dirección 23:40 0; el siguiente23:40 1; y así hasta el 23:40 74, luego del cual seguirá el de dirección23:41 0, etc. En esencia, es como dividir el segundo en 75 fracciones, puestoque en un CD x1 cada sector se lee en 1/75 de segundo.

Minutos y segundos pueden combinarse para formar 60 x 60 =3.600 combinaciones de números distintos. Cada una de ellas puede asociarse aun número de sector, que va entre 0 y 74 (o sea se pueden indicar 75 númerosdistintos). Por lo tanto, en total pueden formarse 3.600 x 75 = 270.000combinaciones (direcciones) distintas, una para cada sector.

Conforme a lo anterior, las direcciones irán progresandocomo sigue:

00:00 0 00:00 1 00:00 2 ... 00:00 73 00:00 74; y para elsiguiente segundo:

00:01 0 00:01 1 00:01 2 ... 00:01 73 00:01 74; y para elsiguiente segundo:

00:02 0 00:00 1 00:02 2 ... 00:02 73 00:02 74; y para elsiguiente segundo:

00:59 0 00:59 1 00:59 2 ... 00:59 73 00:59 74; y para elsiguiente segundo:

01:00 0 01:00 1 00:00 2 ... 01:00 73 01:00 74; y para elsiguiente segundo:

01:01 0 01:01 1 00:01 2 ... 01:01 73 01:01 74; y para elsiguiente segundo:

01:02 0 01:02 1 00:02 2 ... 01:02 73 01:02 74; y para elsiguiente segundo:

Los últimos 75 sectores, del total de 270.000 de la espiralde 60 min. de duración deben tener por dirección:

59:59 0 59:59 1 59:59 2 ... 59:59 73 59:59 74

De esta forma, el sector 155 contado desde el comienzo de laespiral, tendrá por dirección 0:2 4 Suponiendo que se conoce la dirección delsector al que se ordena acceder (lo cual implica haber consultado un archivo desubdirectorio, según se verá), el microprocesador de la unidad lectora darála orden de traslado rápido del cabezal (según la recta en que se desplaza) ala porción de la espiral donde se encuentra dicho sector, en función de losminutos y segundos de su dirección. Luego, el haz láser del cabezal (enfocadoen la capa metálica) traspasará la capa transparente protectora, y leerádirecciones de sectores de dicha porción, para que se puedan hacer ajustesfinos del posicionamiento del cabezal (y de la velocidad de rotación), hastaencontrar el sector al que se quiere acceder.

El tiempo medio de acceso a un sector de la espiral dependeque el CD sea x1, x2, x4, etc. Así tenemos:

CD x 1 (velocidad simple), lee 75 sectores/seg, (como losCD-DA) y transfieren 150 KB/seg.

CD x 2 (velocidad doble): tiempo de acceso 400 mseg; lee 150sectores / seg y transfiere 300 KB / seg.

CD x 4 (cuádruple velocidad): tiempo de acceso 240 mseg; lee300 sectores/seg y transfiere 600 KB/seg.

CD x 6 (séxtuple velocidad): tiempo de acceso 170 mseg, ytransfiere 900 KB/seg.

CD x 8 (óctuple velocidad'): tiempo de acceso 160 mseg, quetransfiere 1,2 MB/seg.

Como en los discos rígidos, las mayores velocidades de girode los CD x2, x4, etc. implican mayores velocidades de transferencia, dado queel haz láser lee más bit/seg., lo cual se traduce en que pasarán más rápidoa la electrónica de la lectora de CD, y por ende a memoria principal. Enmultimedia muchas aplicaciones pueden tener serios problemas de continuidad desonido e imagen si usan CD x1 ó x2.

La performance de un reproductor de CD-ROM también dependedel tamaño del buffer de su interfaz (típicamente de 256 KB), y de la calidadde su electrónica.

Como aparece en las figuras 2.39 y 2.41, el número de cerosentre dos unos, por limitaciones técnicas, no puede ser mayor que once, nimenor que tres. Nos encontramos con una convención y problemática semejantes alas existentes con la codificación RLL de los discos rígidos (figura 2.26).Para los CD (de audio o de datos) se usa la codificación EFM ("Eight toFourteen Modulation"). En ésta, grupos de 8 bits a grabar se convierten a14 bits, según la tabla de la izquierda.

De esta forma, 16 ceros seguidos se codifican mediante 28bits en EFM, entre los cuales existirán 6 unos. Para poder separar dos bytesconsecutivos, de forma que codificados en EFM no puedan existir menos de dosceros entre dos unos, se agregan 3 "merge bits", pasándose así de 14a 17 bits por cada grupo de 8.

En esencia, la codificación EFM es un caso particular de lallamada "modulación" PCM (Pulse Code Modulation) usada para codificarinformación digital.

El hecho de que un CD de audio digital (CD-DA o CD player)pueda ser escuchado en la lectora de CDROM de una PC implica que la informaciónestá estructurado de manera semejante en ambos. En lo que sigue, se describirála trama interna de un CD-DA, para luego mostrar su diferencia con el CD-ROM.

Los formatos de los sectores de los distintos tipos de CDtienen un origen común en el CD-DA. En éste un sector comprende 98 sub-bloques("frames") iguales (figuras 2.45 y 2.46) codificados en EFM.

Cada "frame" (figura 2.46) comienza con 27 bitspara sincronismo, y luego siguen 17 bits en EFM (1 byte real, con bits PQRSTUVW)para control. Después siguen 476 bits en EFM (28 bytes reales) compuestos por24 bytes de datos mezclados con 4 bytes adicionales para el códigodetector-corrector de errores designado CIRC (Cross Interleaved Reed-SalomoWCode). Luego siguen otros 68 bits EFM (4 bytes) de CIRC.

Los bytes de CIRC sirven para asegurar que sólo puede haberun bit errado no corregido por cada 10⁸ bits = 100 millones de bits(1/10⁸ = 10^-8) en un CD-DA, lo cual no es perceptibleescuchando música, pues cada segundo se leen 75 sectores. Si un sector estámalo el oído no lo nota, dado que el reproductor de CD esta programado pararepetir en este caso el sector anterior.

En total, un "frame" (cuadro/trama) consta de: 27 +17 + 476 + 68 = 588 bits (en codificación EFM). De acuerdo con lo anterior, unsector -por contener 98 "frames" con 24 bytes reales para datos cadauno- puede almacenar en total: 24 x 98 = 2352 bytes de datos.

Dado que la capacidad máxima de un CD-DA puede ser 680 MB,ello implica que consta de: 680 x 1.048.576 bytes/2352 bytes = 300.000 sectores(1 MB = 1.048.576 bytes).

Conforme a lo descripto, la espiral de un CD esta compuestapor una sucesión continua de "frames", siendo que cada 98"frames" consecutivos forman un sector (bloque). No existe separaciónalguna entre un sector y el siguiente. Se utiliza la zona de datos del primer"frame" de cada sector para guardar información que identifica dichosector. (mm:ss y número de sector).

Otra forma de representar un sector sin detallar"frames" (figura 2.47) concentra en un solo campo los 2352 bytes dedatos del mismo antes calculados, que en realidad están repartidos en sus 98"frames" (figura 2.46). También los 4 bytes de CRC, que aparecen unavez junto con los datos y otra vez solos en cada uno de los 98"frames", se concentran en dos campos contiguos, cada uno agrupando untotal de 4 x 98 = 392 bytes Los 8 bits PQRSTUVW del byte de control de cada"frame" (figura 2.46), llamado "subcódigo", en un sectortotalizarán: 1 x 98 = 98 bytes de control (figura 2.47). Los bits desincronismo de cada "frame" no aparecen. De los 2352 bytes se usan 16para sincronismo e identificación del sector, quedando 2336 bytes para datos.

Todos los bits P de los 98 "frames" de un sector,constituyen el "subcanal P" del mismo (que se conoce totalmente cuandose termina de leer dicho sector), el cual indica si el sector contiene música odatos para computación. Los datos de un subcanal P a lo largo de un CD(compuesto por los bits P de todos los sectores) pueden Regar a 4 MB. Del mismomodo, los 98 bits designados Q conforman el "subcanal Q".

En los subcanales o subcódigos P y Q, que entre otras cosasindican si la grabación es de 2 ó 4 canales, el tipo de pre-énfasis empleadoen la grabación musical, si se trata de sectores en blanco entre temasmusicales, el número de tema grabado, y la codificación que sirve paravisualizar en el reproductor tiempos en mm:ss.

Con los 6 bits R a W de los 98 sub-bloques se forma unsubcanal auxiliar menos utilizado, con información para sincronización,identificación y otros fines.

Usando los subcanales es factible almacenar, además de la música,imágenes fijas (unas 700) o móviles.

Cada sector consta de 588 x 98 = 57.624 bits. Multiplicandoeste valor por los 300.000 sectores de un CD, resulta un total cercano a los 20mil millones de bits, de los cuales sólo 680 MB son para datos del usuario Estetipo de CD puede guardar 650 MB en un disco de 74 minutos, y 553 MB en discos de60 minutos.

Hasta acá el CD-DA. Los CD-ROM y los CD-R presentan la mismaEstructura de 98 "frames" por sector.

Pero el error de un bit cada 10⁸, admisible en unCD-DA, no puede ocurrir en un CD-ROM usado en computación, en especial sicontiene archivos de programas. En un CD-ROM conservar la integridad de losdatos guardados es más crítica que en un disco rígido, dado que si en este últimose tiene sectores malos, esto puede subsanarse copiándolos en otros sectores,lo cual no es factible de realizar con los datos de un CD-ROM.

Por ello, en el formato "modo 1" (figura 2.48) deun CD-ROM, que es el más universal, además del código CIRC existente en cada"frame" (igual al visto en un CD-DA), se usan 288 bytes de los 2352bytes para datos, a fin de realizar una corrección adicional sobre todo elsector. Esta se lleva a cabo luego que se hicieron las correcciones CIRC en cada"frame" del sector, mediante sus dos CIRC, como se describió en elpie de página anterior. Estos 288 bytes constan de 4 bytes de código detectorerrores (EDC), más 8 bytes cm ceros, más 276 bytes de códigocorrector. De este modo, sólo es factible un bit errado por cada10.000.000.000.000 de bits (1/10¹³ = 10^-13), o más. Unlector de CD-DA no puede interpretar estos 288 bytes (escritos con los datos),por lo que no puede leer un CD-ROM. A diferencia, un lector de CD-ROM puede leerun CD-DA.

En un CD-ROM, en un CD-R, como en un CD-DA, de los 2352 bytesde datos del sector, deben destinarse al comienzo (figura 2.45 y 2.48), en lazona de datos del primer frame, 12 bytes para sincronismo del sector (queexisten además de los bits de sincronismo de cada "frame" del mismo),y 4 bytes para el encabezamiento ("header"). Este contiene en 3 byteslos valores de minutos (mm), segundos (ss), y números (de 0 a 74) descriptos,que identifican cada sector. El cuarto byte indica el "modo".

Por lo tanto, cada sector de un CD-ROM "modo 1"guarda en neto: 2352 - 12 - 4 - 288 = 2048 bytes reales (2 K) de datos.

Puesto que un sector de un CD-DA o CD-ROM, o CD-R presenta 98"frames" de 24 bytes de datos, y se leen 75 sectores/seg (CD-ROM x1),para esta velocidad de lectura corresponde una velocidad de transferencia de (98x 24) Bytes/sector x 75 sectores/seg = 176.400 Bytes/seg. (que se duplica,triplica, etc., para 2x, 3x ... ).

De uso menos frecuente en computación es el formato"modo 2" (figura 2.47) de 2336 bytes para datos por sector, paraaprovechar casi 15% más el espacio que en el modo 1, dado que, (como en losCD-DA) no se emplean 288 bytes adicionales para una ulterior corrección. Esteformato es eficaz en aplicaciones donde el error de 1 bit en 10⁸citado no es crítico, como ser en el ahnacenanúento de imágenes.

También existe el formato CD-ROM X-A (de extendedArchitecture), para multimedia, que agrega un campo de 8 bytes("sub-header") al formato de la figura 2.47, quedando libres 2324bytes para datos. Permite reunir secuencias de video sincronizadas con texto ysonido comprimidos.

Los reproductores de CD actuales pueden leer CD-ROM, CD-R (devarias sesiones), CD-ROM X-A, Photo CD, Video-CD, CD-I, CD-plus, y CD-DA.

Las siglas HSG hacen mención al High Sierra Group, grupo defabricantes de hard y soft que se reunió en el High Sierra Hotel de Nevada en1985, para establecer normas de compatibilidad entre CDs. Estas con muy pocasvariantes constituyera luego el estándar ISO 9660. De ahí la denominaciónHSG/ISO 9660. Este estándar sirve para acceder a archivos en un CD-ROM, a travésdel DOS u otro sistema operativo de uso en una PC. Según el mismo, un sistemaoperativo -para almacenar la información o leerla- "ve" un CD-ROMconformado por una sucesión de sectores lógicos (figura 2.49) de 2048 bytes(2KB) como en una cinta magnética, constituidos a su vez por 4 bloques lógicosde 512 bytes.

Un archivo se guarda en una secuencia continua de bloques lógicos.

Tanto los sectores lógicos como los bloques lógicos senumeran 0,1,2... Estos números identificatorios se denominan Logical SectorNumbers (LSN), y Logical Blocks Numbers (LBN), respectivamente.

Resulta, pues, que el tamaño de un sector lógico (2 KB)coincide cm el de un sector antes definido (figura 2.48), también llamadosector físico, siendo que en un sector físico entran 4 bloques lógicos de 512bytes.

El sector lógico 0 (SLN 0) se encuentra luego que pasaron150 sectores físicos, en el sector físico de dirección 00:02 0, o sea en elsector que está a 2 seg. del comienzo del CD (figura 2.50), suponiendo quepasan 75 sectores por segundo por el punto de incidencia del rayo láserenfocado en la espiral.

Mediante un simple cálculo, con el SLN se puede hallar ladirección del sector físico que le corresponde.

Según se vio, en un disquete o en un disco rígido unarchivo puede estar fraccionado: parte en sectores consecutivos de un cilindro,y parte en sectores consecutivos de otro(s) cilindro(s). Ello depende delespacio existente cuando fue creado, de su extensión, y del hecho de que si elarchivo fue ampliado en distintas oportunidades, en el lapso transcurrido entreéstas fueron creados o borrados otros archivos.

En un CD la espiral una vez grabada no puede borrarse (seadel tipo CD-ROM grabado por inyección en un molde patrón, o un CD-R). Cadaarchivo guardado en el CD consta de varios sectores consecutivos de la espiral,sin posibilidad de fragmentación, ni de cambios (gran estabilidad). Resulta asísencillo ubicar en un CD todos los bloques lógicos que constituyen un archivo,pues basta indicar la ubicación del primero de ellos y el número total detales bloques.

Por lo tanto, un CD no requiere de una tabla tipo FAT,necesaria para seguir la continuidad de un archivo que se encuentra fraccionadoen distintos cilindros de un disco o disquete.

La denominada "Path table" ("tabla dealternativas") de un CD, contiene -por orden alfabético- los nombres detodos los directorios y subdirectorios, junto con el número de sector lógico(SLN) donde cada uno de ellos empieza, con lo cual puede determinarse en quésector físico están. Puede haber varias tablas. Si una copia de esta tablapasa a memoria principal, en ella se selecciona el subdirectorio buscado, yluego es factible perder tiempo únicamente para acceder a un solo sector delCD, donde dicho subdirectorio se encuentra, a fin de localizar por su nombre unarchivo que forma parte del mismo. Para traer a memoria la "PathTable", el sistema operativo debe averiguar en qué sector del CD ella está.A tal fin primero debe llevar a memoria el Descriptor de Volúmen estándar(VD), que siempre debe existir en el SLN 0. Este sector y hasta el SLN 15 estánreservados para el área del sistema (figura 2.50); o sea que ésta consta de 32KB (16 sectores de 2KB). Luego, se extiende el área de datos hasta el fin delCD. Este VD también permite localizar el SLN del área de datos donde seencuentra el "directorio raíz" del CD, a partir del cual comienza laestructura jerárquica de subdirectorios y archivos contenidos en el CD, como enlos discos y disquetes.

Conforme al estándar HSG, pueden existir en el área delsistema un "boot sector", y hasta 5 descriptores de volumen distintos,que informan sobre distintos atributos del CD, siendo obligatoria la existenciadel VD estándar. Esta información debe estar en sectores consecutivos, apartir del SLN 0, al final de los cuales un sector lógico debe indicar el finde la secuencia de sectores ocupados en el área del sistema.

Los descriptores de volumen posibilitan la creación devarios directorios en un CD (o para un grupo de CD)

Los discos borrables magneto-ópticos (M0) presentan (figura2.5 1) una fina capa de material magnetizable y reflectante, protegida entre doscapas de material plástico transparente. La capa magnetizaba guarda lainformación en pistas concéntricas, que se graban y leen a velocidad angularconstante (CAV: constant angular velocity) como ocurre en los discos magnéticos.También como en éstos, mientras el disco gira, el cabezal primero se posicionaen la pista a la que se quiere acceder, quedando inmóvil sobre ella (al igualque el cabezal de los discos magnéticos), y luego busca al sector (de 512 ó1024 bytes) direccionado.

En la escritura (figuras 2.52 y 2.53) un cabezal con un haz láserauxilia con calor puntual la grabación N-S o S-N que llevará a cabo un campomagnético. Dicho haz, en la lectura de un sector, al ser reflejado por la capamagnetizada servirá para detectar si el punto donde incidió tiene polarizaciónmagnética correspondiente a un uno o cero.

El tiempo de acceso puede ser hoy de 30 mseg. para discos MOde 3 1/2", y velocidades de 3000 r.p.m.

Los discos MO se alojan en los denominados"cartuchos" ("cartridges"), semejantes a los que protegendisquetes magnéticos. Pueden grabarse y leerse en ambas caras, pero en elpresente de a una por vez, debiéndose extraer el disco para darlo vuelta yreinsertarlo. Existen discos MO de 5 1/4", con 325 ó 650 MB por cara; y de3 1/2" con 128 MB por cara.

Dado que no existen aún normas acordadas mundialmente, puedeocurrir que un disco MO de un fabricante no funcione en una unidad para talesdiscos de otra marca.

Como se detallará, en la grabación de unos y ceros de unsector, debe generarse un campo magnético de polaridad adecuada mediante unelectroimán, como en los discos magnéticos.

Pero para que tal grabación sea posible, debe acompañar alcampo magnético un haz láser puntual de cierta potencia, perpendicular a lapista, que caliente los puntos de ésta (dominios mgnéticos) que sonmagnetizados como ceros o unos. Esto permite una mayor densidad de grabación,especial en el números de pistas por pulgada (t.p.i).

En la lectura de una pista, no interviene el electroimáncitado. Este sensado se hace con un haz láser de baja potencia, cuya reflexiónpermite diferenciar campos magnéticos, ya sean de unos o ceros grabados.

Otra diferencia de los MO respecto de los magnéticos, radicaen que la superficie de material magnetizable y reflectiva (actualmente deCobalto-Platino) que contiene la información grabada, está protegida por unacapa de plástico translúcida.

Para regrabar (o grabar en un disco virgen) información enun sector, una forma de hacerlo es realizando dos pasos (previamente el cabezaldebe acceder al sector a grabar):

1. Un denominado borrado, que en definitiva es una escriturade todos ceros en la porción de la capa magnetizable a grabar. Consiste (figura2.52) en calentar con el láser' los puntos microscópicos magnetizados queguardan tanto los unos como los ceros existentes en la porción a grabar (lomismo si se graba por primera vez), al mismo tiempo que se aplica un campo magnéticocon el electroimán que actúa desde la cara superior del disco. El láserpuntual calienta (a unos 150 ºC durante menos de una millonésima de segundo)cada punto a fin de desmagnetizarlo, para que luego quede polarizado magnéticamenteS-N como un cero, merced a la acción del campo magnético del electroimáncitado. Aunque dicho campo actúe sobre otros puntos vecinos, sólo puede sercambiada la polaridad magnética del punto que es calentado por el láser.

Se trata, pues, de una escritura termomagnética"asistida" por láser que la figura 2.52 esquematiza.

La bobina del electroimán sobre el disco genera el campornagnetizador externo -usado sólo para grabar- que es vertical a la pistaaccedida.

El calor es disipado por la capa grabada hacia todo el CD.

2. Escritura de unos, para lo cual el disco debe hacer casiuna revolución para volver al inicio de la zona del sector a grabar. En estepaso (figura 2.53) el electroimán invierte la polaridad del campo magnéticoque genera, y el haz puntual es activado por el microprocesador, sólo paracalentar puntos que deben ser cambiados a unos (magnetizados como ceros en elpaso anterior) conforme a la información que debe ser realmente escrita. Estose hace igual que en el paso 1. Lo único que cambia es la dirección de lacorriente en el electroimán. En dichos puntos la dirección de magnetizaciónse invierte en la dirección del campo magnético externo. La energía caloríficoabsorbida es disipada merced a la conducción técnica del sustrato del disco.

Tanto en la escritura de unos o ceros la polarizaciónresultante N-S o S-N es perpendicular a la superficie, como en los discos rígidosactuales (figura 2.23), a fin de lograr una mayor densidad de grabación.

En una lectura (figura 2.51), el cabezal se posiciona en lapista a leer, y genera un haz de luz láser, de baja potencia siempre activado,el cual polarizado' es enfocado en esa pista de la superficie metálica, antesmagnetizada según los dos pasos citados. El haz láser al ser reflejado endicha superficie permite detectar indirectamente la polaridad magnética (N-S óS-N) de cada uno de los puntos de la pista, o sea si representa un uno o uncero. Esto se debe a que el plano de polarización del haz reflejado rota unpequeño ángulo en sentido horario o antihorario según la polaridad del campomagnético existente en cada punto donde el haz incidió. Tal diferencia derotación del haz reflejado (figura 2.54) se manifiesta en un cambio en laintensidad de luz que detecta un diodo sensor, ubicado en el cabezal, queconvierte este cambio en una señal eléctrica.

En el presente existen discos MO de escritura en una solapasada (DOW: Direct Overwriter o LIMDOW: Light Intensity ModulationDirect Overwriter), o sea de sobreescritura directa Una técnica consiste enagregar una capa MO adicional, paralela a la que actúa como memoria propiamentedicha, para que puntos de ésta puedan ser puestos a cero por la capa adicional.

CD-RW son las siglas de CD ReWritable, o sea CD re-escribible (como los MO),asociado a la tecnología de regrabación por cambio de fase. También sedenominan CD-E (CD-Erasable) o sea CD borrable. Esta tecnología se basa en lapropiedad que posee una capa de material como el teluro (mezclado con germanio oantimonio), de cambiar del estado amorfo (0) al cristalino (1) si se alcanza la"temperatura transición" (100 ºC ó más); y de volver de cristalinoa amorfo, si se alcanza la "temperatura de fusión" y se deja enfriar.

Para escribir un uno en un punto de una pista del disco, un láser con bajapotencia lo calienta rápidamente hasta la temperatura de transición. Si elestado físico del punto era amorfo, pasa a cristalino; y si ya está en esteestado, quedará igual. Un cero se escribe calentando el punto hasta latemperatura de fusión, usando el láser con alta potencia. Al enfriarse pasa alestado amorfo, y si estaba en ese estado volverá al mismo.

La lectura de las pistas así grabadas se realiza con el mismo cabezal,recorriéndoles con el láser de Potencia diez veces menor. La luz láserreflejada al ser sensada permite detectar, por diferencias de reflectividad, loscambios de un estado físico al otro, a lo largo de la pista. Un punto en estadocristalino refleja el 70% de la luz incidente, y en estado amorfo el 18%.

Obsérvese que esta tecnología es puramente óptica, sin magnetismo, requiriéndosetina sola pasada para escribir, a diferencia de la MO, que necesita borrar(escribir todos ceros) y luego escribir los unos. Para escribir o leer este tipode discos se requiere grabadoras y lectoras apropiadas para su tecnología. Seestimaba hace poco un CD-E puede regrabarse unas 100.000 veces (contra 10millones de un MO). Realizando 50 reescrituras diarias, duraría 5 años (de 365días). Ha habido avances al respecto. Las unidades CD-RW pueden también leerlos CD-ROM y CD-R, siendo además que estos CD (y los MO) cumplen con el formatoUDF (Universal Disc Format) normalizado por la Asociación OSTA, que facilita alos sistemas operativos el acceso a discos.

Los discos PD (Phase change/Dual) se basan en la tecnologíade cambio de fase tratada, pero las pistas generadas son concéntricas, como enlos discos magnéticos (en los CD-WR se tiene una sola pista en espiral) Lasunidades PD también pueden leer discos con espiral (CD-ROM, CD-R, CD-RW), dedonde proviene la denominación "dual". Por tal motivo aparecen con ladenominación PD/CD-ROM.

Los DVD-ROM (Digital Versatil Disk) de "simplecapa" tienen el mismo tamaño que un CD-ROM de 680 MB, y se basan en lamisma tecnología de grabación y lectura que éstos, pero pueden almacenar 4,7GB de datos (7 veces más), video o audio. Típicamente pueden transferir unos0,6 NO/seg (como un CDx4) para entretenimientos, y 1,3 MB/seg para computación(como un CDx1O). Esto se ha logrado:

 

• Disminuyendo a la mitad la longitud de los "pits" en relación a un CD-ROM (figura 2.33).

   

   

• Llevando al doble que un CD-ROM el número de vueltas por pulgada radial de la espiral.

   

   

• Usando un haz láser de color azul, de menor longitud de onda que el rojo, a- fin de poder sensar "pits" de menor longitud.

   

El DVD estándar que se comercializará en el mercado esfruto del acuerdo entre Phillips - Sony (creadores del "MultimediaCD"- MMCD), y Toshiba (que con otros grupos desarrolló el Super Density -SD). Este DVD puede almacenar 2 hs de video de calidad, con títulos y sonido.Asimismo, los 4,7 GB permiten guardar 135 minutos de films (duración típica deuna película de cine) en reemplazo de una cinta de video. Esto es así, dadoque con compresión MPEG2 se requiere, para transferir imagen, sonido y títulos,cerca de 0,5 MB/seg. Si efectuamos: 135 min x 60 seg/min x 0,5 MB/seg., resultaun valor cercano a 4,7 GB.

Los DVD-ROM de "doble capa" presentan (figura 2.54)una capa semi-transparente reflectiva con oro (que puede guardar 3,8 GB), lacual se encuentra debajo de la capa reflectora (4,7 GB) metalizada con plata.Sumando ambas capacidades resultan en total 8,5 GB.

Para leer la capa semi-transparente el haz láser es enfocadoen ella con baja potencia, mientras que la lectura de la capa reflectiva serealiza enfocando en ésta el haz, ahora con mayor potencia, para que atraviesela capa semi-transparente al incidir, y cuando se refleja.

También se están fabricando DVD-ROM de "simplecapa" y "doble cara", para ser leídos en ambas caras, con locual se logra 4,7 GB x 2 = 9,4 GB; y DVD-ROM de "doble capa" y"doble cara", de 8,5 x 2 = 17 GB. Estos CD están muy expuestos a lasrayaduras, por ser más finas las capas protectoras transparentes.

Un DVD-RAM es análogo a un CD-RW re-escribible antesdescripto, pero tiene mayor capacidad, merced al empleo de un láser de menorlongitud de onda que los usados.

Debido a las limitaciones de fabricación masiva de láseresazules de potencia de corta longitud de onda, la capacidad de los DVD-RAM es de2,6 GB frente a los 4,7 GB de los DVD-ROM.

Potencialmente, los DVD-RAM pueden ser competidores de lascintas magnéticas para "backups" si el costo por byte almacenado lojustifica.

 

• M. C. Ginzburg, Introducción general a la informática: Periféricos y redes locales.

   

Trabajo enviado y realizado por:
Leandro Vanden Bosch
Estudiante de Ing. en Sistemas;
Universidad Abierta Interamericana;
Buenos Aires, Argentina. 1999.
lvbosch@usa.net