Memorias Secundarias: Discos Opticos

CD

Compact Disk o CD posee una configuración en forma circular que le da soporte de datos versatilidad a la hora de acceder a cualquier parte de su superficie sin apenas movimientos del cabezal de lectura, usando solamente dos partes móviles, el cabezal que se mueve del centro al exterior del disco en línea recta y el eje de rotación que gira sobre sí mismo para trabajar conjuntamente con el cabezal y así obtener cualquier posición de la superficie con datos.

Este sistema de acceso a la información es superior a sistemas de cinta pues tiene menos calentamiento del soporte a altas velocidades (aun así se calienta), y el haz de luz no supone un problema de rozamiento (no toca el disco, sólo luz) cómo pasaba con los disquetes para datos o los discos de vinilo y cintas de audio.

Características de los CD

Información almacenada: grabación de audio, video, imágenes, texto, datos, etc.

Capacidad y diámetro: Según el tipo de CD, actualmente hay diferentes configuraciones:

Diámetro: 80 mm - 215 MB o 21 minutos de audio.

Diámetro: 120 mm - 650 MB o 74 minutos de audio.

Diámetro: 120 mm - 700 MB o 80 minutos de audio.

Diámetro: 120 mm - 800 MB o 90 minutos de audio.

Diámetro: 120 mm - 875 MB o 100 minutos de audio.

Diámetro: 120 mm -1054MB o 120 minutos de audio

Forma: circular, con un orificio al centro.

Grosor: 1,2 mm.

Material: policarbonato plástico al que se le añade una capa refractante de aluminio y se le añade una capa protectora que lo cubre y, opcionalmente, una etiqueta en la parte superior.

RPM: 9000.

Vida útil: entre 2 años y más de 8 años (aunque en condiciones especiales de humedad y temperatura se calcula que pueden durar unos 217 años).

Formato de audio: CD audio.

Formato de video: Video CD (VCD) o Super Video CD (SVCD).

El tiempo de acceso radial medio es de 500 ms o más, y 40 ms o menos de los de más calidad. También los valores de tardanza son preocupantes entre 60 y 150 ms por término medio.

Velocidad: Se mide en X, en donde 1X es 150KB por segundo y han ido variando con el tiempo de 2x, 4x, 16x......... hasta 52x, donde la velocidad de transferencia puede llegar a los 7.800 KB/s en los CD de datos (no así en los de audio que siguen respetando la velocidad de transferencia de 150KB/s) gracias a la memoria intermedia o buffer, la información no es tomada directamente del dispositivo sino de dicha memoria intermedia.

Tipos de disco compacto:

De sólo lectura CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory).

Grabable: CD-R (Compact Disc - Recordable).

Reescribible: CD-RW (Compact Disc - ReWritable).

En un CD la información se almacena en formato digital, es decir, utiliza un sistema binario para guardar los datos. Estos datos se graban en una única espiral que comienza desde el interior del disco (próximo al centro), y finaliza en la parte externa. Los datos binarios se almacenan en forma de pozos y llanos, de tal forma que al incidir el haz de luz del láser, el ángulo de reflexión es distinto en función de si se trata de un pozo o de un llano.

DVD

Disco de vídeo digital, también conocido en la actualidad como disco versátil digital DVD (Digital Versatile Disc), un dispositivo de almacenamiento masivo de datos cuyo aspecto es idéntico al de un disco compacto, aunque contiene hasta 25 veces más información y puede transmitirla al ordenador o computadora unas 20 veces más rápido que un CD-ROM.

El sistema de óptica de almacenamiento por láser no ha experimentado variaciones importantes hasta la aparición del DVD, que tan sólo ha cambiado la longitud de onda del láser, reducido el tamaño de los agujeros y apretado los surcos para que quepa más información en el mismo espacio. Además que puede utilizar ambas caras del disco y, en algunos casos, hasta dos capas por cada cara, mientras que el CD sólo utiliza una cara y una capa. Las unidades lectoras de DVD permiten leer la mayoría de los CDs, ya que ambos son discos ópticos; no obstante, los lectores de CD no permiten leer DVDs.

En un principio se utilizaban para reproducir películas, de ahí su denominación original de disco de vídeo digital. Hoy, los DVD-Vídeo son sólo un tipo de DVD que almacenan hasta 133 minutos de película por cada cara, con una calidad de vídeo LaserDisc y que soportan sonido digital Dolby surround; son la base de las instalaciones de cine en casa que existen desde 1996. Además de éstos, hay formatos específicos para la computadora que almacenan datos y material interactivo en forma de texto, audio o vídeo.

En 1999 aparecieron los DVD-Audio, que emplean un formato de almacenamiento de sonido digital de segunda generación con el que se pueden recoger zonas del espectro sonoro que eran inaccesibles al CD-Audio.

El DVD está compuesto por una:

Capa para Impresión.

Capa de Policarbonato

Capa Reflectora

Capa Semi-Reflectora

Otra Capa de Policarbonato

La lista siguiente resume los diferentes formatos existentes actualmente del DVD:

DVD-ROM: método de almacenamiento de sólo lectura de alta capacidad.

DVD-Vídeo: almacenamiento digital para películas.

DVD-Audio: similar al CD-Audio, pero de mayor capacidad.

DVD-R: para una sola grabación y múltiples lecturas; similar al CD-R.

DVD-RAM: variante grabable y re grabable del DVD; similar al CD-RW.

Además, con el mismo tamaño que los CD's, 120mm de diámetro y 1'2mm de grosor.

DVD-RW.

DVD+RW.

Todos los discos DVD tienen la misma forma física y el mismo tamaño, pero difieren en el formato de almacenamiento de los datos y, en consecuencia, en su capacidad. Por ello existen 4 versiones del DVD atendiendo a su capacidad: DVD-5, DVD-9, DVD-10 y DVD-18. A continuación se presenta una tabla donde se muestran la diferencia entre las versiones y donde además se puede apreciar el avance de la capacidad de almacenamiento del DVD con respecto al CD.

SOPORTE	CAPACIDAD	DURACIÓN MÁXIMA DE AUDIO	DURACIÓN MÁXIMA DE VÍDEO	# DE CDs QUE EQUIVALE
Disco compacto (CD)	650 Mb	1 h 18 min.	15 min.	1
DVD-5 una cara / una capa	4,7 Gb	9 h 30 min.	2 h 15 min.	7
DVD-9 una cara / doble capa	8,5 Gb	17 h 30 min.	4 h	13
DVD-10 doble cara / una capa	9,4 Gb	19 h	4 h 30 min.	14
DVD-18 doble cara / doble capa	17 Gb	35 h	8 h	26

Se requieren dos moldes para hacer un disco DVD, que consta de dos discos de 0'6mm pegados, que se unen en un proceso de unión en caliente para los de una capa y con un proceso de unión UV para los de dos capas. En los de doble capa, se añade una capa semi-reflectante para que se puedan leer ambas capas desde una misma cara del disco.

El secreto para la alta capacidad en una superficie igual a la de los CD's es que el tamaño mínimo de una marca en un DVD de una cara es de 0'44 micras, frente a las 0'83 micras del CD; además, la distancia entre marcas es de 0'74 micras, frente a las 1'6 micras para el CD. Todo ello da lugar a la posibilidad de hacer hasta 4 veces más marcas que en un CD, es decir, a mayor densidad de datos, o lo que es lo mismo, mayor capacidad.

El tamaño más pequeño de cada marca, por tanto, implica también un láser de menor longitud de onda, que en el DVD es de 635 a 650 nanómetros, frente a los 780 nanómetros del láser del CD.

Otra característica importante es que la segunda capa de datos del disco DVD puede leerse desde la misma cara que la primera capa o desde la cara contraria, pero los datos se almacenan en una pista espiral inversa, de modo que el láser solamente tiene que hacer un pequeño ajuste muy rápido para leer la segunda capa.

Al igual que en el CD, en el DVD la información se almacena en una espiral compuestas por las marcas del quemado llamadas "pits" que son las que una vez leídas por el láser contienen la información. El tamaño del soporte también es idéntico al del CD por lo que se consigue una mayor capacidad de almacenamiento no por su tamaño sino debido a que las marcas son de menor tamaño y la espiral al ser más estrecha permite una mayor longitud.

El DVD utiliza el sistema de archivos UDF (Universal Disk Format), Microsoft cuenta con soporte para este tipo de archivos desde Windows 98, el DVD ROM usa un sistema híbrido entre el UDF y el ISO 9660 con las consiguientes limitaciones de este último, como la de no permitir nombres de archivo más largos de 8 caracteres y tres para la extensión del tipo de archivo, en la profundidad del árbol de directorio no permite más de 8 niveles.

Funcionamiento del DVD

Tanto externamente (sólo el logo DVD diferencia ambas unidades) como internamente las unidades CD-ROM y DVD-ROM son bastante similares: el método de inserción del disco, la conexión IDE/ATAPI o SCSI, la grabación desde el interior al exterior del disco, etc. Sin embargo, existe una diferencia importante en el láser: el láser tienen dos lentes sobre un eje que se intercambian, una para leer DVD's y la otra para leer CD's.

En cuanto a la velocidad, tenemos que tener en cuenta que un DVD 1x transfiere datos a 1.250KB/s, equivalente a una unidad de CD-ROM 8x, y en 1998 se han hecho populares las unidades DVD 2x, con una transferencia de 2.700KB/s, equivalentes a un CD 18x (de hecho muchos de estos DVD 2x leen un CD-ROM, CD-R o CD-RW a una velocidad equivalente a un 24x) y han empezado a parecer las unidades DVD 5x, con una transferencia de 3'5MB/s.

Las unidades DVD-ROM inicialmente tuvieron ciertos problemas de compatibilidad con los discos CD-R y CD-RW, porque la reflectividad de la superficie de estos discos los hacía imposibles de leer para la mayoría de las unidades DVD. Para los CD-RW, esto se resolvió con un láser de longitud de onda dual, y desde finales de 1998, disponemos de unidades DVD capaces de leer cualquier tipo de discos grabables o regrabables, tanto por CD como por DVD.

DVD-ROM

Los discos DVD-Vídeo utilizan la compresión MPEG-2 para almacenar vídeo, y en países como Estados Unidos, almacenan también sonido digital envolvente AC-3.

La calidad de una película almacenada en DVD con compresión MPEG-2 es muy superior a la de un vídeo VHS, ya que utiliza 480 líneas horizontales con una resolución de 780x420 píxeles, frente a 425 líneas del LASERDISC o las 250 a 270 líneas para VHS.

Además, una película DVD permite escoger entre formato estándar 4:3 y formato 16:9, y en cuanto a sonido, hasta 8 idiomas diferentes y hasta 32 diferentes subtítulos. Un disco DVD de una sola cara puede almacenar 133 minutos de vídeo comprimido de alta calidad, con sonido envolvente en tres idiomas y cuatro canales de subtítulos.

Por cuestiones de derechos de autor y Copyright, los discos DVD-Vídeo están protegidos contra copia mediante cuatro sistemas diferentes, y además para evitar que una película se distribuya en países diferentes a aquellos en los que se creó, existe un protocolo regional, que en el caso de Europa es la Región 2, lo que hace que mientras en Estados Unidos (región 1) existen cientos de títulos de vídeo en DVD, en Europa apenas una docena, no pudiendo utilizar las películas lanzadas en Estados Unidos.

DVD-Vídeo

Con el DVD se pueden obtener grabaciones con una frecuencia de muestreo de 96kHz de 24 bits, frente a los 16 bits y 44'1kHz del compact disc actual, pero de momento existen luchas entre diferentes estándares para imponerse en el mundo del audio digital, como el SACD (Súper Audio CD) y el DAD (Digital Audio Disc).

La ventaja más importante del DVD-Audio es la posibilidad de incorporar vídeo con la música y su capacidad de 2 horas de sonido envolvente o 4 horas de sonido estéreo con el estándar DVD-5, por ejemplo.

DVD-Audio

El DVD-R o DVD gravable apareció poco después del DVD-ROM e inicialmente alcanzó una capacidad de 3'95Gb por cada cara y ha llegado a los 17G.

La unidad grabadora DVD crea discos compatibles con casi todas las unidades DVD utilizando discos similares a los CD-R, por ello es el formato más compatible de grabación en DVD ya que la mayoría de grabadoras son capaces de grabar en este formato y la mayoría de lectores de leerlos.

DVD-R

Esta unidad utiliza una tecnología de cambio de fase, e inicialmente sus discos eran incompatibles con las unidades DVD-ROM.

Los discos DVD-RAM vienen dentro de cartuchos, imprescindibles para realizar la grabación, pero solamente algunos tipos de cartuchos permiten sacar el disco una vez grabado para ser leído por la unidad DVD-ROM, por lo que mientras no se fabriquen unidades capaces de leer los discos dentro de los cartuchos, las unidades DVD-RAM quedan destinadas solamente a copias de seguridad personales pero no universalmente compatibles.

Sin embargo, una posible ventaja de estas unidades es que además de permitir grabar, borrar y regrabar los datos, son capaces de leer discos CD-ROM, CD-R y CD-RW, además de los discos

DVD-ROM.

DVD-RAM

DVD+RW

Debido a los múltiples desacuerdos para un estándar DVD-RAM, SONY, PHILIPS y HP crearon un nuevo estándar, el +RW (llamado inicialmente DVD+RW), que es un formato competidor del DVD-RAM basado en la tecnología DVD y CD-RW, pero incompatible con el estándar DVD-RAM.

Las unidades +RW son capaces de leer CD's y DVD-ROM's y con pequeños cambios una unidad DVD-ROM podrá leer discos +RW. Una de las principales ventajas del +RW sobre el DVD-RAM es la posibilidad de grabar discos con o sin cartucho, pero los discos para los dos tipos de unidades no serán compatibles.

Este formato es apoyado por el DVD Alliance, aunque dadas sus características técnicas y compatibilidad sí es aceptado por la mayoría de la industria informática.

Este tipo de formato es posible reproducirlos en los actuales DVD-ROM y DVD Video y soporta además del CLV o el CAV (Constant Angular Velocity) o velocidad angular constante usada en los actuales CD-ROM, lo que lo hace ideal para grabar DVD que contengan tanto audio como video.

Características fundamentales

Su aleación está compuesta de plata, indio, antimonio y teluro.

No es necesario inicializarlo.

No es necesaria la finalización.

Cuando el proceso de grabación se inicia, este lo hace inmediatamente.

Permite el "Lossless Linking" o la posibilidad de detener la grabación sin producir errores, evitando el "Buffer Underrun".

Es posible el formato Mount Rainier que permite grabar DVD como si fueran disquetes y ser leídos por cualquier lector DVD.

Formatea al mismo tiempo que graba.

Una vez finalizada la grabación, se visualiza al instante.

La información de las velocidades en el DVD viene dada por 6 parámetros ya que además de leer y escribir en DVD también pueden hacerlo en CD. Por ejemplo para una grabadora 24x8x4 en CD y 6x2x1 en DVD, significa que puede leer a 24 en CD y 6 en DVD, grabar a 8 en CD y 2 en DVD y rescribir a 4 en CD y 1 en DVD.

DVD-RW

Formato apoyado por el DVD Forum (Organismo que regula el formato DVD) y desarrollado por PIONNER y que incorpora la tecnología CLV (Constant Linear Velocity) o velocidad lineal constante, garantizando un flujo constante de datos. El DVD-R/W es basado en la tecnología CD-RW. Utilizan una tecnología de cambio de fase de un surco espiral ondulado inscrito, ya de fábrica, en el sustrato inferior del disco virgen y los discos tienen mayor reflectividad que los DVD-RAM y los +RW, lo que les hace compatibles con los DVD-ROM actuales.

Características fundamentales

La grabación en este formato, necesita un proceso de inicialización y otro de finalización.

Es necesario formatear el disco en su totalidad (inicialización) antes de comenzar.

Es necesario cerrarlo al terminar (finalización), de lo contrario no podrá ser leído por el reproductor.

Aunque implementa sistemas de seguridad como el CLV contra el "Buffer Underrun", no puede detener la grabación para reanudarla de nuevo cuando recibe más datos (Lossless Linking)

Son más baratos que los DVD+RW.

BD-ROM

El BD-ROM es mejor conocido como disco Blu-ray (BD) es uno de los formatos de disco sucesores del DVD. El disco Blu-Ray emplea de un láser de color violeta de 405 nanómetros. A diferencia del DVD, el cual usa un láser de color rojo de 650 nanómetros. Esto permite que mayor información sea grabada en el mismo diámetro de disco. De ahí el nombre Blu-Ray (Rayo Azul). La letra "e" que correspondía a la frase (debería ser Blue-Ray) fue eliminada debido a que nadie puede registrar una frase usada en común.

El disco Blu-Ray puede soportar hasta 25GB de espacio a modo de capa simple. En modo de capa doble, este espacio se duplica. Esto sirve para poder grabar video en alta definición (5 horas de video en alta definición en un BD de una capa (single-layered)). Soporta los formatos de compresión MPEG-2, MPEG-4 y VC-1

Los discos BD vienen en diferentes formatos de disco.

BD-ROM: Un disco que es de solo lectura

BD-R: Disco grabable

BD-RE: Disco regrabable.

El Blu-Ray es desarrollado por el Blu-ray Disc Association o BDA (Asociación de Discos Blu-Ray) presidida por las siguientes empresas (por orden alfabético): 20th Century Fox, Apple Computer Inc., Dell Inc., Hewlett-Packard Company, Hitachi LTD., LG Electronics Inc., Matsushita Electric Industrial Co. Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Pioneer Corporation, Royal Philips Electronics, Samsung Electronics Co. Ltd., Sharp Corporation, Sony Corporation, TDK Corporation, Thomson y Walt Disney Company.

Diferencias entre el Blu-Ray y el DVD

	Blu-Ray	DVD
Capacidad	25GB(Capa Simple) 50GB (Capa Doble)	4.7GB (Capa Simple) 9.4GB (Capa Doble)
Tamaño del Rayo Láser	405 nm	650 nm
Tasa de Transferencia	54.0Mbps	11.1Mbps
Formatos Soportados	MPEG-2, MPEG-4 AVC, VC-1	MPEG-2

Las debilidades de BD-ROM:

Aunque tiene el apoyo de un grupo numeroso, sólo cuenta con el de un estudio de cine: Columbia TriStar y parcialmente de la 20th Century Fox.

Demanda altos costos de producción: una consola Blu-Ray de Sony, por ejemplo, tendrá un precio en el mercado de 2 mil 49 dólares. Los discos tendrán un precio de 25 dólares. La razón que el costo es elevado es que se deberá construir una planta maquiladora especial para su fabricación, o suficientemente robusta para abastecer el mundo entero.

El formato HD-DVD-ROM (disco versátil digital de alta definición y de sólo lectura), se dio a conocer en septiembre del 2002 (tan sólo un par de meses después que el Blu-Ray) bajo la batuta de Toshiba y NEC y el apoyo de Sanyo y Memory Tech.

Mientras que el Blu-Ray avala por la creación de varios formatos (diferentes tipos de discos para leer información, reproducirla, grabarla y reescribirla), el HD- DVD (High Difinition DVD, antes llamado AOD) ofrece como principal atractivo el consolidar todas las propuestas, situación que no sólo ahorraría en costos de productos y venta, sino que unificaría a toda la industria de entretenimiento en un formato único.

Con muchas desventajas tecnológicas respecto al Blue-Ray , el prototipo de HD-DVD-ROM proporcionaba menos capacidad de almacenamiento, de 15 a 30 GB (contra los 25 y 50 del Blue-Ray) y menor velocidad de grabación, por esta razón se lanzó un nuevo disco HD-DVD de 45GB, formado por tres capas en lugar de dos y de un solo lado, Dicha capacidad permite grabar doce horas de películas de alta definición en un solo disco, que prácticamente iguala la capacidad de su competidor el Blu-ray (50GB).

Cada capa tiene capacidad para almacenar 15 gigabytes de información. Los discos de tres capas pueden fabricarse sin dificultades, adhiriendo las caras posteriores de un disco de dos capas y de un disco de una capa, ambos de 0,6 mm de grosor.

La producción de estos discos implica, en primer lugar, fabricar el disco de una capa, mediante el mismo proceso empleado en la fabricación de HD DVD-ROM. Luego se forma la segunda capa sobre la primera, utilizando una matriz de policarbonato de un solo uso, que es el mismo proceso empleado en la fabricación de discos DVD-18, los discos DVD de dos lados que poseen dos capas en cada lado. Por último, se emplea tecnología estándar para adherir el disco de 0,6 mm de una capa al disco de dos capas.

Para ser más atractivo y económico, Toshiba aportará las instalaciones de sus plantas en Japón y basaría su desarrollo en el DVD actual, por lo que aventaja a Blu-Ray ya que no necesita instalar una nueva fábrica ya que básicamente el HD y el DVD tienen la misma estructura, y por lo tanto el precio es mucho menor, se estima que los de Panasonic se costean en mil 957 dólares.

Esta tecnología cuenta con la mayor parte de la industria de Hollywood: Warner Bros, Universal, Disney, Columbia, MGM, Eisner & Co. y Paramount, que aunque no darán exclusividad a ningún formato, apoyan con recursos y publicidad al HD-DVD. También es posible que Microsoft lo adopte en su nueva generación de videojuegos Xbox, y competir PlayStation de Sony

Diferencias entre el Blu-Ray y el HD-DVD

	Blu-Ray	HD-DVD
Tecnología utilizada	Láser azul	Láser azul
Capacidad	25GB(Capa Simple) 50GB (Capa Doble)	45GB ( Tres Capas Doble)
Compatibilidad	---	DVD
Costos	Aprox. $ 2049	Aprox. $ 1957

Los soportes Blu-Ray y HD-DVD serán incompatibles entre sí. Este hecho ha alarmado a los consumidores, ya que de nuevo serán estos quienes finalmente deban optar por una u otra tecnología sin conocer si en el futuro esta será la ganadora o dejará de producirse.

Tanto organizaciones de consumidores como analistas, coinciden en señalar que las ventas de las actuales grabadoras de DVDs han sido victimas de esta misma situación, al apostar los fabricantes por distintos estándares (el DVD-R, el DVD-RW y el DVD+RW), incompatibles entre sí.

El Blu-Ray no se lanzará en el mercado hasta el 2006. Sin embargo, en junio 2004 de este año hizo su debut, en fase de prueba, en Japón y Corea del Sur, con productos de Sony y Panasonic, en tanto que en Estados Unidos se planea una introducción para mediados del 2005, por parte de LG.