En informática, la unidad de disco
óptico es una unidad de disco que usa una luz láser u ondas
electromagnéticas cercanas al espectro
de la luz
como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde un archivo a discos
ópticos
a través de haces de luz que interpretan las refracciones provocadas sobre su
propia emisión. Algunas unidades solo pueden leer discos, y las unidades más
recientes son lectoras y grabadoras. Para referirse a la unidad
con ambas capacidades se suele usar el término lectograbadora. Los discos
compactos
(CD), DVD y discos Blu-ray son los tipos de medios
ópticos más comunes que pueden ser leídos y grabados por estas unidades.
El “almacenamiento óptico”1 es una variante de
almacenamiento informático surgida a finales del siglo XX. La historia del
almacenamiento de datos en medios ópticos se remonta a los años comprendidos en
las décadas de los años 70 y 80. Se trata de aquellos dispositivos que
son capaces de guardar datos por medio de un rayo láser en su superficie
plástica, ya que se almacenan por medio de ranuras microscópicas (ó ranuras
quemadas). La información queda grabada en la superficie de manera física, por
lo que solo el calor (puede producir deformaciones en la superficie del disco)
y las ralladuras pueden producir la pérdida de los datos, en cambio es inmune a
los campos magnéticos y la humedad.
Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los
aparatos de consumo autónomos como los reproductores
de CD,
reproductores
de DVD
y grabadoras de DVD. También son usados muy
comúnmente en las computadoras para leer software y medios de consumo
distribuidos en formato de disco, y para grabar discos para el intercambio y
archivo de datos. Las unidades de discos ópticos (junto a las memorias
flash)
han desplazado a las disqueteras y a las unidades
de cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de los medios ópticos
y la casi ubicuidad de las unidades de discos ópticos en las computadoras y en
hardware de entretenimiento de consumo.
La grabación de discos en general es restringida a la
distribución y copiado
de seguridad a pequeña escala, siendo más lenta y más cara en términos
materiales por unidad que el proceso de moldeo usado para fabricar discos
planchados en masa.
Rendimiento de grabación
Las unidades ópticas de grabación indican tres velocidades. La
primera velocidad es para las operaciones de grabación de una sola vez (R), la
segunda para las operaciones de regrabación (RW o RE), y la última para
operaciones de solo lectura (ROM). Por ejemplo una unidad de CD de 12x/10x/32x
es capaz de grabar discos CD-R a una velocidad de 12x (1,76 MB/s), grabar
discos CD-RW a una velocidad de 10x (1,46 MB/s), y leer cualquier disco CD a
una velocidad de 32x (4,69 MB/s).
A finales de los años 1990, los subdesbordamientos
de búfer
(buffer underruns) se volvieron un problema muy común a medida que las
grabadoras de CD de alta velocidad comenzaban a hacer su aparición en las
computadoras hogareñas y de oficina, las cuales (por una variedad de razones)
no podían mantener el flujo de datos de la grabadora constantemente
alimentando. Entonces, la grabadora era obligada a detener el proceso de
grabación, dejando una pista truncada que usualmente hacía inútil al disco.
En respuesta a esto, los fabricantes de grabadoras de CD
comenzaron a distribuir unidades con "protección contra subdesbordamiento
de búfer" (bajo varias marcas comerciales, como "BURN-Proof" de Sanyo y "Lossless Link" de Yamaha). Estas protecciones pueden
suspender y reanudar el proceso de grabación de tal manera que la brecha que la
detención produce pueda ser correctamente tratada por la lógica de correción de
errores integrada en las unidades de CD-ROM y reproductores de CD. Las primeras
unidades de este tipo tenían velocidades de 12x y 16x.
Esquema de grabación
La grabación de CD en computadoras personales era
originariamente una tarea orientada a batch en la que se necesitaba software de
autoría especializado para crear una "imagen" de los datos a grabar,
y para grabarla a un disco en una sesión. Esto era aceptable para fines de
archivo, pero limitaba la conveniencia general de los discos CD-R y CD-RW como
medios de almacenamiento removibles.
La escritura de paquetes (packet writing) es un esquema
en el que la grabadora escribe incrementalmente en los discos en pequeñas
ráfagas, o paquetes. La escritura de paquetes secuencial llena el disco con
paquetes de abajo hacia arriba. Para hacerlo legible en unidades de CD-ROM y
DVD-ROM, el disco debe ser cerrado en cualquier momento escribiendo una tabla
de contenidos al comienzo del disco; tras la escritura de la tabla de
contenidos, ya no se podrán añadir más paquetes al disco. La escritura de
paquetes, junto con el soporte del sistema operativo y un sistema
de archivos como UDF, puede ser usado para
simular una escritura de acceso aleatorio como en medios como las memorias
flash y discos magnéticos.
La escritura de paquetes de tamaño fijo (en los medios CD-RW y
DVD-RW) divide el disco en paquetes acolchados (de mayor tamaño) de
tamaño fijo. Este acolchonamiento reduce la capacidad del disco, pero le
permite a la grabadora iniciar y detener la grabación en un paquete individual
sin afectar a sus vecinos. Esto se asemeja tanto al acesso de escritura de
bloque ofrecido por medios magnéticos que muchos sistemas de archivo
funcionarán de igual manera. No obstante, tales discos no son legibles por la
mayoría de las unidades de CD-ROM y DVD-ROM o en la mayoría de los sistemas
operativos sin drivers adicionales.
El formato de disco DVD+RW va más allá mediante la introducción
de indicaciones de temporización más precisas en las estría de datos del disco
permitiendo así que bloques de datos individuales sean reemplazados sin afectar
la retrocompatibilidad (una característica denominada "vinculación sin
pérdida" [lossless linking]). El formato en sí fue diseñado para
tratar con grabaciones discontinuas debido a que se esperaba que fuera
ampliamente usado en grabadores
de video digital (en inglés digital video recorders o DVR). Muchos de
estos grabadores usan esquemas de compresión de video de tasas variables que
requieren que la grabación se realice en pequeñas ráfagas; algunos permiten
reproducir y grabar al mismo tiempo, grabando rápidamente de forma alternada en
la cola del disco mientras se lee desde otro lugar.
Mount
Rainier
intenta hacer que los discos CD-RW y DVD+RW escritos por paquetes sean tan
convenientes para usar como los medios magnéticos removibles haciendo que el
firmware dé formato a nuevos discos en segundo plano y gestione los defectos de
medios (mapeando automáticamente las partes del disco que han sido
desgastadas mediante ciclos de borrado para reservar espacio en otra parte del
disco). Hacia febrero de 2007, Windows Vista ofrece soporte nativo para
Mount Rainier. Todas las versiones anteriores de Windows necesitan de una solución
ajena, al igual que Mac OS X.
Historia
El disco óptico fue inventado en 1958. En 1961 y
1969, David Paul Gregg registró una patente por el disco óptico analógico
para grabación de video, patente de EE.UU 3.430.966. Es de interés especial que la patente de EE.UU 4.893.297, registrada en
1968, emitida en 1990, generó ingresos de regalías para el DVD de Pioneer Corporation hasta 2007, abarcando los sistemas CD, DVD, y Blu-ray. A comienzos de
los años 1960, la Music Corporation of America (MCA) compró las patentes de Gregg y
su empresa, Gauss Electrophysics.
Luego en 1969, en Holanda, físicos de Philips Research
comenzaron sus primeros experimentos en un disco óptico de video en Eindhoven. En 1975, Philips
y MCA unieron esfuerzos, y en 1978, comercialmente mucho después, presentaron
su largamente esperado Laserdisc en Atlanta. MCA comerciaba
los discos y Philips los reproductores. Sin embargo, la presentación fue
fracaso técnico y comercial y la cooperación entre Philips y MCA se disolvió.
En Japón y Estados Unidos, Pioneer triunfó con el disco de video hasta la
llegada del DVD. En 1979, Philips y Sony, en consorcio, comenzaron a
desarrollar un nuevo disco óptico de almacenamiento de audio con tecnología
digital y en 1983 terminaron con éxito el disco compacto. Paralelamente, la
compañía Pioneer tuvo éxitos en el campo de los discos de video hasta el desarrollo del
actual DVD.
A mitad de los años 1990, un consorcio de
fabricantes desarrollaron la segunda generación de discos ópticos, el DVD.
La tercera generación de discos ópticos fue
desarrollada entre 2000 y 2006, y las primeras películas en discos Blu-ray
fueron lanzadas en junio de 2006. Blu-ray eventualmente prevaleció en una
guerra de formatos de discos ópticos de alta definición sobre un formato
de la competencia, el HD DVD. Un disco estándar
Blu-ray puede almacenar aproximadamente 25 GB de datos, un DVD aproximadamente
4.7 GB, y un CD alrededor de 700 MB.Cronológicamente, se puede dividir la
historia de los discos ópticos en tres generaciones.
Primera generación
Originariamente, los dispositivos ópticos se
utilizaban para almacenar música y software de computadora. El
formato Laserdisc almacenaba señales de video analógicas, pero, comercialmente
perdió ante el formato de casete VHS, debido principalmente a su alto
costo e imposibilidad de grabación; el resto de los formatos de disco de la
primera generación están diseñados únicamente para almacenar datos digitales. NOTA:
otros factores que afectan la densidad de almacenamiento de datos son, por
ejemplo: un disco infrarrojo de múltiples capas almacenaría más datos que un
disco de capa simple; si es CAV, CLV o CAV por zonas; como son codificados los
datos; cuanto margen vacío en el centro y en los bordes posee.
Segunda generación
Los discos ópticos de segunda generación están
pensados para almacenar grandes cantidades de datos, incluyendo video digital
de calidad de transmisión (broadcast quality). Tales discos son
habitualmente leídos con un láser de luz visible (usualmente rojo); una
longitud de onda más corta y una mayor apertura numérica2 permiten un haz de
luz más estrecho, permitiendo pits y lands más pequeños en el
disco. En el formato DVD, esto permite 4.7 GB de almacenamiento en disco
estándar de 12cm de capa simple y una cara; de manera alternativa, medios más
pequeños, tales como los formatos MiniDisc y DataPlay, pueden tener una
capacidad comparable a la de un mayor disco compacto estándar de 12cm.
- Minidisc
- Hi-MD
- DVD (Digital Versatile Disc) y derivados
- EVD (Enhanced Versatile Disc)
- GD-ROM
- DataPlay
- Disco Fluorescente Multietiqueta
- PD (Phase-change Dual)
- Universal Media Disc (UMD)
- Ultra Density Optical
Tercera generación
Los discos ópticos de tercera generación se
encuentran en desarrollo, serán usados para distribuir video de alta definición
y videojuegos. Éstos soportan mayores capacidades de almacenamiento de datos,
logrado mediante el uso de láseres de longitud de onda corta de luz visible y
mayores aperturas numéricas. El disco Blu-ray usa láseres violetas de gran
apertura, para usar con discos con pits y lands más pequeños, y por lo tanto
una mayor capacidad de almacenamiento por capa.2 En la práctica, la
capacidad de presentación multimedia efectiva es mejorada con códecs de compresión de
datos de video mejorados como H.264 y VC-1.
- Actualmente
en comercio
- Blu-ray
- VMD o HD-VMD (Versatile
Multilayer Disc "Disco versátil Multicapa")
- CBHD
(China Blue High Definition)
- En
desarrollo
- FVD (Forward Versatile Disc)
- DMD (Digital Multilayer Disc "Disco Multicapa Digital") o FMD (Fluorescent Multilayer Disc)
- Discontinuados
Siguiente generación
Los siguientes formatos van más allá de los discos
de tecer generación actuales y tienen el potencial de almacenar más de un terabyte (1 TB) de datos:
- Holographic Versatile Disc (HVD)
- Protein-coated disc (PCD)
- LS-R
Clasificación de discos ópticos
Un disco óptico es un formato de almacenamiento de datos digital, que consiste en
un disco circular en el cual la información se codifica, se guarda y almacena, haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las
caras planas que lo componen.
CD
El disco compacto (conocido como CD,
por las siglas en inglés de Compact Disc) es un soporte digital óptico
utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo,
documentos y otros datos). En español se puede escribir 'cedé' (como se
pronuncia) porque ha sido aceptada y lexicalizada su pronunciación por el uso;
en gran parte de Latinoamérica se pronuncia 'sidí', como en inglés, pero la
Asociación de Academias de la Lengua Española desaconseja esa pronunciación en
el Diccionario panhispánico de dudas. También se acepta 'cederróm' (de
CD-ROM).
El disco compacto (conocido popularmente
como CD por las siglas en inglés de Compact Disc)
es un disco óptico utilizado para almacenar datos en formato digital, consistentes en
cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos).
Los CD estándar tienen un diámetro de 12 centímetros, un espesor de 1,2 milímetros y pueden almacenar hasta 80 minutos de
audio o 700 MB de datos. Los Mini-CD tienen 8 cm y son usados para
la distribución de sencillos y de controladores guardando hasta 24 minutos de
audio o 214 MB de datos.
Esta tecnología fue inicialmente utilizada para el CD audio, y más tarde fue
expandida y adaptada para el almacenamiento de datos (CD-ROM), de video (VCD y SVCD), la grabación doméstica (CD-R y CD-RW) y el
almacenamiento de datos mixtos (CD-i, Photo CD y CD EXTRA).
El disco compacto goza de popularidad en el mundo
actual. En el año 2007 se habían vendido 200 mil millones de CD en el mundo
desde su creación. Aun así, los discos compactos se complementan con otros
tipos de distribución digital y almacenamiento, como las memorias USB, las tarjetas SD, los discos duros y las unidades de estado sólido. Desde su pico en el año 2000, las
ventas de CD han disminuido alrededor de un 50%.[cita requerida
Historia
El disco compacto es una evolución tecnológica del LaserDisc. Los prototipos
fueron desarrollados por Philips y Sony, primero de manera
independiente y posteriormente de manera conjunta. Fue presentado en junio de 1980 a la industria, y se adhirieron al nuevo producto 40 compañías de todo el
mundo mediante la obtención de las licencias correspondientes para la
producción de reproductores y discos.
Prototipos de discos ópticos de audio
digital
En 1974, una iniciativa fue tomada por L.
Ottens, director del grupo de la industria de audio dentro de la Corporación
Tecnológica de Phillips. Se formó un grupo de proyecto de siete personas para
desarrollar un disco de audio óptico con un diámetro de 20 cm con una calidad
de sonido superior a la de los discos de vinilo grandes y
frágiles. En marzo de 1974, durante una reunión del grupo de audio, dos
ingenieros del laboratorio de investigación de Philips recomiendan el uso de un
formato digital en el disco óptico de 20 cm, ya que se podría añadir un código
de corrección de errores. No fue hasta 1977 que los directores del grupo
decidieron establecer un laboratorio con la misión de crear un pequeño disco de
audio digital óptico y un pequeño reproductor. Se eligió el término "disco
compacto", en consonancia con otro producto de Philips, el casete compacto. En lugar de los 20 cm de tamaño original, el
diámetro de este disco compacto se fijó en 11,5 cm, la diagonal de un casete
compacto.
Mientras tanto, Sony mostró por primera vez
públicamente un disco de audio digital óptico en septiembre de 1976. En
septiembre de 1978, la compañía mostró un disco de audio digital óptico con un
tiempo de 150 minutos de reproducción, velocidad de muestreo de 44.056 Hz,
resolución lineal de 16 bits y código de corrección de errores de cruz-entrelazado,
especificaciones similares a las que más tarde se establecieron en el formato estándar del Compact Disc en 1980.
Detalles ficicos
A pesar de que puede haber variaciones en la
composición de los materiales empleados en la fabricación de los discos, todos
siguen un mismo patrón: los discos compactos se hacen de un disco grueso, de
1,2 mm, de policarbonato de plástico, al
que se le añade una capa reflectante de aluminio, utilizada para
obtener más longevidad de los datos. Así se reflejará la luz del láser (en el
rango de espectro infrarrojo, y por tanto no
apreciable visualmente); posteriormente se le añade una capa protectora de
laca, que actúa como protector del aluminio y, opcionalmente, una etiqueta en
la parte superior. Los métodos comunes de impresión en los CD son la serigrafía y la impresión Offset. En el caso de los CD-R y CD-RW se usa oro, plata, y aleaciones de las mismas, que
por su ductilidad permite a los
láseres grabar sobre ella, cosa que no se podría hacer sobre el aluminio con
láseres de baja potencia.
Especificaciones
- Velocidad
de la exploración:
1,2–1,4 m/s, equivale aproximadamente a entre 500 rpm (revoluciones por
minuto) y 200 rpm, en modo de lectura CLV (Constant Linear Velocity:
'Velocidad Lineal Constante').
- Distancia
entre pistas: 1,6
µm.
- Diámetro
del disco: 120
u 80 mm.
- Grosor
del disco: 1,2
mm.
- Radio
del área interna del disco: 25 mm.
- Radio
del área externa del disco: 60 mm.
- Diámetro
del orificio central: 15
mm.
- Tipos
de disco compacto:
Un CD de audio se reproduce a una velocidad tal que se leen 150 KB por segundo. Esta velocidad base se usa como referencia para identificar otros lectores como los de ordenador, de modo que si un lector indica 24x, significa que lee 24 x 150 kB = 3.600 kB/s, aunque se ha de considerar que los lectores con indicación de velocidad superior a 4x no funcionan con velocidad angular variable como los lectores de CD-DA, sino que emplean velocidad de giro constante, siendo el radio obtenible por la fórmula anterior el máximo alcanzable.
Tiempo de cambio de velocidad
En los CD-ROM de velocidad lineal constante
(CLV), la velocidad de giro del motor dependerá de la posición que el cabezal
de lectura ocupe en el disco, más rápido cuanto más cerca del centro. Esto
implica un tiempo de adaptación para que este motor tome la velocidad adecuada
una vez que conoce el punto en el que se encuentran los datos. Esto se suele
conseguir mediante un microcontrolador que relaciona la posición de los datos
con la velocidad de rotación.
En los CD-ROM CAV no tiene sentido esta
medida ya que la velocidad de rotación es siempre la misma, así que la
velocidad de acceso se verá beneficiada por esta característica y será algo
menor; no obstante, se debe tener en cuenta que dado que los fabricantes
indican la velocidad máxima para los CD-ROM CAV y esta velocidad es variable,
un CD-ROM CLV es mucho más rápido que otro de la misma velocidad CAV cuanto más
cerca del centro del disco
Tipos de disco compacto
Cuidados y
preservaciones de discos conpactos
Las reacciones químicas entre sus componentes,
además del calor y el maltrato, pueden destruir los datos digitales. Por lo
tanto, hay que revisar periódicamente la información para detectar las fallas.
Para evitar el deterioro temprano de los compactos sólo hay que tratarlos bien.
Los CD-R, basados en tinturas orgánicas, son más perecederos y volátiles que
los compactos y los CD-ROM. Hay que verificar la copia de seguridad cada dos años o menos. No es mala idea, el hacer
doble copia de todo y respaldar la información cada dos años.4
- Compre
discos de buena calidad de fabricantes y proveedores confiables. En caso
de duda, pruebe varias marcas y quédese con las que le funcionen mejor.
- No
exponga los discos al polvo.
- No
toque los discos con los dedos en el área de datos, tómelos por los bordes
o por la etiqueta.
- No
los exponga por tiempos largos a la luz directa del sol o artificial,
devuélvalos a su respectivo empaque lo más rápido posible.
- No
guarde juntos discos de diferentes tamaños.
- Guarde
los discos en ambientes a temperatura constante, si los va a guardar por
largo tiempo trate de colocarlos en un ambiente fresco y oscuro.
- La
humedad no afecta demasiado, pero si es muy elevada pueden formarse hongos
en las fundas protectoras.5
- En
caso de tener que aplicar una limpieza rápida a la cara de datos, se hace
desde el centro del disco hacia afuera. Nunca limpiar moviendo en
círculos, pues las rayas de desgaste que pudieran producirse tienen más
posibilidades de estropear el proceso de lectura.
- No
coloque pegatinas en la superficie del disco.
- Al
marcarlos use un rotulador de punta suave. Los objetos puntiagudos puede
dañar los datos.
- No
los exponga al agua, a las caídas ni los golpes.
Tiempo de acceso
Para describir la calidad de un CD-ROM este
es probablemente uno de los parámetros más interesantes. El tiempo de acceso se
toma como la cantidad de tiempo que le lleva al dispositivo desde que comienza
el proceso de lectura hasta que los datos comienzan a ser leídos. Este parámetro
viene dado por: la latencia, el tiempo de búsqueda y el tiempo de cambio de
velocidad (en los dispositivos CLV). Téngase en cuenta que el movimiento
de búsqueda del cabezal y la aceleración del disco se realizan al mismo tiempo,
por lo tanto no estamos hablando de sumar estos componentes para obtener el
tiempo de acceso sino de procesos que justifican esta medida.
Este parámetro, obviamente, depende directamente de
la velocidad de la unidad de CD-ROM ya que los componentes de este también
dependen de ella. La razón por la que el tiempo de acceso es mayor en los
CD-rom respecto a los discos duros es la construcción de estos. La disposición
de cilindros de los discos duros reduce considerablemente los tiempos de
búsqueda. Por su parte los CD-ROM no fueron inicialmente ideados para el acceso
aleatorio sino para acceso secuencial de los CD de audio. Los datos se disponen
en espiral en la superficie del disco y el tiempo de búsqueda es por lo tanto
mucho mayor.
Una cuestión a tener en cuenta es el reclamo utilizado
en muchas ocasiones por los fabricantes, es decir, si las tasas de acceso más
rápidas se encuentran en los 100 ms (150 ms es un tiempo de acceso típico)
intentarán convencernos de que un CD-ROM cuya velocidad de acceso es de 90 ms
es infinitamente mejor cuando la realidad es que la diferencia es en la
práctica inapreciable, por supuesto que cuanto más rápido sea un CD-ROM mejor,
pero hay que tener en cuenta qué precio estamos dispuestos a pagar por una
característica que luego no vamos a apreciar.
Los primeros CD-ROM operaban a la misma velocidad
que los CD de audio estándar: de 210 a 539 RPM dependiendo de la posición del
cabezal, con lo que se obtenía una razón de transferencia de 150 KB/s,
velocidad con la que se garantizaba lo que se conoce como calidad CD de audio.
No obstante, en aplicaciones de almacenamiento de datos interesa la mayor
velocidad posible de transferencia para lo que es suficiente aumentar la
velocidad de rotación del disco. Así aparecen los CD-ROM 2X, 4X,.... 24X,?X que
simplemente duplican, cuadriplican, etc. la velocidad de transferencia.
La mayoría de los dispositivos de menor velocidad
que 12X usan CLV, los más modernos y rápidos, no obstante, optan por la opción CAV.
Al usar CAV, la velocidad de transferencia de datos varía según la posición que
ocupen estos en el disco al permanecer la velocidad angular constante. Un
aspecto importante al hablar de los CD-ROM de velocidades 12X o mayores es, a
que nos referimos realmente cuando hablamos de velocidad 12X, dado que en este
caso no tenemos una velocidad de transferencia 12 veces mayor que la referencia
y esta ni siquiera es una velocidad constante. Cuando se dice que un CD-ROM CAV
es 12X queremos decir que la velocidad de giro es 12 veces mayor en el borde
del CD. Así un CD-ROM 24X es 24 veces más rápido en el borde pero en el medio
es un 60% más lento respecto a su velocidad máxima.
*CLV
Velocidad
|
Velocidad de transferencia
|
1x
|
150 KB/s
|
2x
|
300 KB/s
|
4x
|
600 KB/s
|
8x
|
1200 KB/s
|
10x
|
1500 KB/s
|
12x
|
1800 KB/s
|
* CAV
Velocidad
|
Velocidad mínima
|
Velocidad máxima
|
16X
|
930KB/s
|
2400KB/s
|
20X
|
1170KB/s
|
3000KB/s
|
24X
|
1400KB/s
|
3600KB/s
|
32X
|
2100KB/s
|
4800KB/s
|
Disco compacto (CD)
|
|
 |
|
 Características |
|
Tipo de medio
|
|
Codificación
|
|
Capacidad
|
|
Mecanismo de
lectura
|
Haz de láser semiconductor de 780 nm de longitud de onda (infrarroja y roja) que incide
sobre su superficie
|
Mecanismo de
escritura
|
idéntico al de
lectura
|
IEC 60908 (audio)
ECMA-130 o ISO/CEI 10149 (datos) |
|
Desarollado por
|
|
Dimensiones
|
|
Uso
|
Almacenamiento de
audio o datos
|
DVD
El DVD es un disco óptico de almacenamiento de
datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden con Digital Versatile
Disc2 en inglés (Disco Versátil Digital traducido al español), de modo que
ambos acrónimos (en español e inglés) coinciden. En sus inicios, la V
intermedia hacía referencia a video (digital videodisk), debido a su desarrollo
como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares.3
El DVD es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus
siglas corresponden con Digital Versatile Disc2 en inglés (Disco
Versátil Digital traducido al español), de modo que ambos acrónimos (en español e
inglés) coinciden. En sus inicios, la V intermedia hacía referencia a video
(digital videodisk), debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la
distribución de vídeo a los hogares.3
Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace
referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de
lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden
escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y
luego borrar). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno
de los tipos.
Tipos de DVD
Los DVD se pueden clasificar:
- Según
su contenido:
- DVD-Video: películas (vídeo y
audio).
- DVD-Audio: audio de alta
fidelidad.
Por ejemplo: 24 bits por muestra, una velocidad de muestreo de
48 000 Hz y un rango dinámico de 144 dB.[cita requerida]
*DVD-Data: todo tipo de datos.
-Según su capacidad de regrabado (La mayoría de las
grabadoras de DVD nuevas pueden grabar en ambos formatos y llevan ambos logotipos,
«+RW» y «DVD-R/RW»):
+DVD-R y DVD+R: grabable una sola
vez. La diferencia entre los tipos +R y -R radica en la forma de grabación y de
codificación de la información. En los +R los agujeros son 1 lógicos mientras
que en los –R los agujeros son 0 lógicos.
+DVD-RAM: regrabable de
acceso aleatorio. Lleva a cabo una comprobación de la integridad de los datos
siempre activa tras completar la escritura.
+El DVD-ROM almacena desde 4,7 GB hasta
17 GB.
*Según su número de capas o caras:
+DVD-9: una cara, capa doble; 8,5 GB o
7,92 GiB. Discos DVD+R DL. La grabación de
doble capa permite a los discos DVD-R y los DVD+RW almacenar significativamente
más datos, hasta 8,5 GB por disco, comparado con los 4,7 GB que
permiten los discos de una capa. Los DVD-R DL (dual layer) fueron
desarrollados para DVD Forum por Pioneer Corporation. DVD+R DL fue desarrollado
para el DVD+R Alliance por Philips y Mitsubishi Kagaku Media. Un disco de doble
capa difiere de un DVD convencional en que emplea una segunda capa física
ubicada en el interior del disco. Una unidad lectora con capacidad de doble
capa accede a la segunda capa proyectando el láser a través de la primera capa
semitransparente. El mecanismo de cambio de capa en algunos DVD puede conllevar
una pausa de hasta un par de segundos. Los discos grabables soportan esta
tecnología manteniendo compatibilidad con algunos reproductores de DVD y
unidades DVD-ROM. Muchos grabadores de DVD soportan la tecnología de doble
capa, y su precio es comparable con las unidades de una capa, aunque el medio
continúa siendo considerablemente más caro.
+DVD-10: dos caras, capa simple en ambas;
9,4 GB o 8,75 GiB. Discos DVD±R/RW.
+DVD-14: dos caras, capa doble en una, capa simple
en la otra; 13,3 GB o 12,3 GiB. Raramente utilizado.
+DVD-18: dos caras, capa doble en ambas;
17,1 GB o 15,9 GiB. Discos DVD+R.
+También existen DVD de 8 cm que son llamados miniDVD (no confundir con
cDVD, que son CD que contienen información de tipo DVD video) que tienen una
capacidad de 1,5 GB.
Velocidad
Evolución del precio del DVD.
Coste por MB en DVD. Coste de los
dispositivos de lectura
y escritura en DVD.
Velocidad
|
Mbit/s
|
MB/s
|
MiB/s
|
1x
|
10,80
|
1,35
|
1,29
|
2x
|
21,60
|
2,70
|
2,57
|
2,4x
|
25,92
|
3,24
|
3,09
|
2,6x
|
28,08
|
3,51
|
3,35
|
4x
|
43'20
|
5,40
|
5,15
|
6x
|
64,80
|
8,10
|
7,72
|
8x
|
86,40
|
10,80
|
10,30
|
10x
|
108,00
|
13,50
|
12,87
|
12x
|
129'60
|
16'20
|
15,45
|
16x
|
172'80
|
21'60
|
20,60
|
18x
|
194,40
|
24,30
|
23,17
|
20x
|
216,00
|
27,00
|
25,75
|
22x
|
237,60
|
29,70
|
28,32
|
24x
|
259,20
|
32,40
|
30,90
|
Las primeras unidades lectoras CD y DVD leían datos
a velocidad constante (velocidad lineal constante o CLV). Los datos en el disco pasaban bajo el láser de lectura a velocidad
constante. Como la velocidad lineal (metros/segundo) de la pista es tanto mayor
cuanto más alejados esté del centro del disco (de manera proporcional al
radio), la velocidad rotacional del disco se ajustaba de acuerdo a qué porción
del disco se estaba leyendo. Actualmente, la mayor parte de unidades de CD y
DVD tienen una velocidad de rotación constante (velocidad angular constante o CAV). La máxima velocidad de
transferencia de datos especificada para una cierta unidad y disco se alcanza
solamente en los extremos del disco. Por tanto, la velocidad media de la unidad
lectora equivale al 50-70% de la velocidad máxima para la unidad y el disco.
Aunque esto puede parecer una desventaja, tales unidades tienen un menor tiempo de búsqueda, pues nunca deben cambiar la velocidad de rotación
del disco.
Antecesor del DVD
Sucesor del DVD
- HD DVD, que fue abandonado en 2008
- Disco Blu-ray
Disco versátil digital (DVD)
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Características
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|
Codificación
|
|
Capacidad
|
4.7 GB
8.5 GB (doble capa) |
Forma de
lectura/escritura
|
Haz láser que
incide sobre su superficie
|
Creado por
|
DVD Consortium
|
Uso
|
Vídeo, audio,
datos
|
Especificaciones
técnicas
|
|
Revestimiento
|
Policarbonato de
plástico
Aluminio Laca |
Diámetro
|
|
Longitud de onda rayo lector
|
|
96 db (16 bits)
|
|
No medible
|
|
HD DVD
HD DVD (por las siglas de High Density Digital
Versatile Disc), traducido al español como disco digital versátil de alta
densidad, fue un formato de almacenamiento óptico desarrollado como un estándar
para el DVD de alta definición por las empresas Toshiba, Microsoft y NEC, así
como por varias productoras de cine. Puede almacenar hasta 30 GB.
HD DVD (por las siglas de High Density Digital
Versatile Disc), traducido al español como disco digital versátil
de alta densidad, fue un formato de almacenamiento óptico desarrollado como un estándar para
el DVD de alta definición por las empresas Toshiba, Microsoft y NEC, así como por varias productoras de cine. Puede almacenar hasta 30 GB.
Este formato finalmente sucumbió ante su inmediato
competidor, el Blu-ray, por convertirse
en el estándar sucesor del DVD. Después de la caída de muchos
apoyos de HD DVD, Toshiba decidió cesar de fabricar más reproductores y
continuar con las investigaciones para mejorar su formato.3
Descripción
Existen HD DVD de una capa, con una capacidad de 15
GB (unas 4 horas de
vídeo de alta definición) y de doble capa, con una capacidad de 30 GB. Toshiba
ha anunciado que existe en desarrollo un disco con triple capa, que alcanzaría
los 51 GB de capacidad (17 GB por capa). En el caso de los HD DVD-RW las capacidades
son de 15 y 30 GB, respectivamente, para una o dos capas. La velocidad de
transferencia del dispositivo se estima en 36,5 Mbit/s.
El HD DVD trabaja con un láser violeta con una
longitud de onda de 405 nm.
Por lo demás, un HD DVD es muy parecido a un DVD convencional. La
capa externa del disco tiene un grosor de 0,6 mm, el mismo que el DVD y la
apertura numérica de la lente es de 0,65 (0,6 para el DVD).
Todos estos datos llevan a que los costos de
producción de los discos HD DVD sean algo más reducidos que los del Blu-ray, dado que sus
características se asemejan mucho a las del DVD actual.
Los formatos de compresión de vídeo que utiliza HD
DVD son MPEG-2, Video Codec 1
(VC1, basado en el formato Windows Media Video 9) y H.264/MPEG-4 AVC.
En el aspecto de la protección anticopia, HD DVD
hace uso de puras leseras >:c del CSS del DVD, el AACS, que utiliza una codificación de 128 bits. Además está la inclusión del
ICT (Image Constraint Token), que es una
señal que evita que los contenidos de alta definición viajen en soportes no
cifrados y, por tanto, susceptibles de ser copiados. En la práctica, lo que
hace es limitar la salida de video a la resolución de 960x540 si el cable que
va del reproductor a la televisión es analógico, aunque la televisión soporte
alta definición. El ICT no es obligatorio y cada compañía decide libremente si
añadirlo o no a sus títulos. Por ejemplo, Warner está a favor de su uso
mientras que Fox está en contra. La AACS exige que los títulos que usen el ICT
deben señalarlo claramente en la caja.
El formato HD DVD introduce la posibilidad de
acceder a menús interactivos al estilo pop up lo que mejora
sustancialmente la limitada capacidad de su antecesor, el DVD convencional, el
cual poseía una pista especial dedicada al menú del film.
El HD DVD realiza su incursión en el mundo de los
videojuegos tras el anuncio de Microsoft de la comercialización
de un extensor para HD DVD para su popular consola Xbox 360.
Diferencia entre el HD DVD , el HD-VMD , el
Blu-Ray y el DVD
HD DVD
|
||||
Capacidad (capa simple)
|
23,3/25/27 GB
|
15 GB
|
19 GB
|
4,7 GB
|
Capacidad (capa doble)
|
46,6/50/54 GB
|
30 GB
|
24 GB
|
8,5GB
|
Longitud de onda del rayo láser
|
405 nm
|
405 nm
|
650 nm
|
650 nm
|
Tasa de transferencia datos
|
36,0 / 54,0 Mb/s
|
36,55 Mb/s
|
40,0 Mb/s (no indica
si es datos o audio/vídeo) |
11,1 / 10,1 Mb/s
|
Formatos soportados
|
MPEG-2, MPEG-4 AVC, VC-1
|
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 AVC, VC-1
|
MPEG-1, MPEG-2
|
|
Resistencia a rayas y suciedad
|
Sí
|
No
|
No
|
No
|
Resolución máxima de vídeo compatible
|
1080p
|
1080p
|
1080p
|
480p/576p
|
Disco Versátil Digital HD
(HD DVD)
|
|
 |
|
Características
|
|
Codificación
|
|
Capacidad
|
15 GB
30 GB (doble capa) |
Forma de lectura/escritura
|
Haz láser que incide sobre su superficie
|
Creado por
|
|
Uso
|
Vídeo, audio, datos
|
Especificaciones técnicas
|
|
Revestimiento
|
Policarbonato de plástico
Aluminio Laca |
Diámetro
|
|
96 db (16 bits)
|
|
No medible
|
|
Blu-Ray
El disco Blu-ray, también conocido
como Blu-ray o simplemente BD (en inglés: Blu-ray Disc)
es un formato de disco óptico de
nueva generación desarrollado por la BDA (siglas en inglés de Blu-ray
Disc Association), empleado para vídeo de alta definición y con
una capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad mayor que la del DVD.
Funcionamiento
El disco Blu-ray hace uso de un rayo láser de color azul
con una longitud de onda de 405 nanómetros, a
diferencia del láser rojo utilizado en lectores de DVD, que tiene una longitud
de onda de 650 nanómetros. Esto, junto con otros avances tecnológicos,
permite almacenar sustancialmente más información que el
DVD en un disco de las mismas dimensiones y aspecto externo.7 8 Blu-ray
obtiene su nombre del color azul del rayo láser (blue ray significa
‘rayo azul’). La letra e de la palabra original blue fue
eliminada debido a que, en algunos países, no se puede registrar para un nombre
comercial una palabra común.
Capacidad de almacenaje y velocidad
Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor
de 20 GB o cerca de 6 horas de vídeo de alta
definición más audio; también está en el mercado el disco de doble capa, que
puede contener aproximadamente 50 GB. La velocidad de transferencia de
datos es de 36 Mbit/s (54 Mbit/s para BD-ROM), pero ya están en desarrollo prototipos a
velocidad de transferencia 2x (el doble, 72 Mbit/s). Ya está disponible el
BD-RE estándar, así como los formatos BD-R (grabable) y el BD-ROM, como parte
de la versión 2.0. 13
Velocidad de la
unidad
|
Velocidad de
trasferencia
|
Tiempo teórico de
escritura (minutos)
|
||
MB/s
|
Una capa
|
Doble capa
|
||
1×
|
36
|
4,5
|
90
|
180
|
2×
|
72
|
9
|
45
|
90
|
4×
|
144
|
18
|
22,5
|
45
|
6×
|
216
|
27
|
15
|
30
|
8×
|
288
|
36
|
11,25
|
22,5
|
12×
|
432
|
54
|
7,5
|
15
|
El 19 de mayo de 2005 TDK anunció un prototipo de disco Blu-ray de cuatro capas de
100 GB. El 3 de octubre de 2007 Hitachi anunció
que había desarrollado un prototipo de BD-ROM de 100 GB que, a diferencia
de la versión de TDK y Panasonic, era compatible con los lectores disponibles
en el mercado y solo requerían una actualización de firmware.
Hitachi también comentó que está desarrollando una versión de 200 GB de
capacidad. El reciente avance de Pioneer le permitió desarrollar un disco
Blu-ray de 20 capas con una capacidad total de 500 GB, aunque no sería
compatible con las unidades lectoras ya disponibles en el mercado, como haría
Hitachi.
Tecnología
El tamaño mínimo
del punto en el que un láser puede ser enfocado está limitado por la difracción, y depende de la longitud de onda del haz de luz y
de la apertura numérica de la lente utilizada para enfocarlo. En el caso
del láser azul-violeta utilizado en los discos Blu-
Disco Blu-ray (BD)
|
|
 |
|
Características
|
|
Codificación
|
|
Capacidad
|
|
Forma de
lectura/escritura
|
Haz láser que
incide sobre su superficie
|
Creado por
|
|
Uso
|
Vídeo, audio,
datos
|
Especificaciones
técnicas
|
|
Revestimiento
|
Policarbonato de
plástico
Aluminio Laca |
Diámetro
|
|
Longitud de onda rayo lector
|
|
96 db (16 bits)
|
|
Fluctuación
|
No medible
|
ray, la longitud de onda es menor con respecto a
tecnologías anteriores, aumentando por lo
tanto la apertura numérica (0,85, comparado con 0,6
para DVD). Con ello, y gracias a un sistema de lentes duales y a una cubierta
protectora más delgada, el rayo láser puede enfocar de forma mucho más precisa
en la superficie del disco. Dicho de otra forma, los puntos de información
legibles en el disco son mucho más pequeños y, por tanto, el mismo espacio
puede contener mucha más información. Por último, además de las mejoras en la
tecnología óptica, estos discos incorporan un sistema mejorado de codificación
de datos que permite empaquetar aún más información.15
El DVD tenía dos problemas que se intentaron
resolver con la tecnología Blu-Ray, por ello la estructura es distinta. En
primer lugar, para la lectura en el DVD el láser debe atravesar la capa de policarbonato de 0,6 mm en la que el láser se puede difractar en dos haces de
luz. Si esta difracción es alta, por ejemplo si estuviera rayado, impide la
lectura del disco. Pero dicho disco, al tener una capa de solo 0,1 mm se
evita este problema, ya que tiene menos recorrido hasta la capa de datos;
además, esta capa es resistente a rayaduras. En segundo lugar, si el disco
estuviera inclinado, en el caso del DVD, por igual motivo que el anterior
problema, la distorsión del rayo láser haría que leyese en una posición
equivocada, dando lugar a errores. Gracias a la cercanía de la lente y la
rápida convergencia del láser la distorsión es inferior, pudiéndose evitar
posibles errores de lectura.9
Otra característica importante de los discos
Blu-ray es su resistencia a las rayaduras y la suciedad. La delgada separación
entre la capa de lectura y la superficie del disco hacía estos discos más
propensos a las rayaduras y suciedad que un DVD normal. Es por ello que se
pensó primero en comercializarlos en una especie de carcasa o Caddy. La
idea fue desechada gracias a la elaboración por parte de TDK de un sustrato
protector llamado Durabis, que no solo
compensa la fragilidad, sino que le otorga una protección extra contra las
rayaduras a dicho disco.16 17 18 Existen también
discos DVD con esta protección, pero no es tan necesaria debido al mayor
espesor de la capa que separa los datos de la superficie del disco,
0,6 mm.1
UMD
El Universal Media Disc, disco universal de medios
o UMD, es un disco óptico desarrollado por Sony conocido sobre todo por su uso
en la PlayStation Portable (PSP). Puede contener 900 MB de datos, 1,8 GB en
doble capa. Puede incluir juegos, películas, música, o combinaciones de estos
elementos.
El
Universal Media Disc, disco universal de medios o UMD, es
un disco óptico
desarrollado por Sony conocido
sobre todo por su uso en la PlayStation Portable (PSP). Puede contener 900 MB de datos, 1,8 GB en doble capa.
Puede incluir juegos, películas, música, o
combinaciones de estos elementos . Juego en UMD,
Universal Media Disc.
Espicificasiones técnicas
El estándar UMD define discos ópticos con un
diámetro de 60 milímetros y un peso entre 2,8 y 3,5 gramos. Existen dos
variantes, con una capacidad máxima de almacenamiento de 1,8 gigabytes.
ECMA-365: El disco óptico se guarda en una carcasa de plástico especialmente
diseñada por Sony. Los datos almacenados en el disco son de sólo lectura. La
capacidad es superior a la de los CD, de 900 MB en la versión monocapa y 1,8 GB en la de doble capa, aunque para
este último caso sólo admite un máximo de 1,67 GB. Esto es el equivalente a menos de
tres discos CD-ROM en conjunto y está bastante por debajo de lo que permite
almacenar un DVD estándar. El formato físico en que está basado el UMD es muy
similar al del DVD, aunque mientras este último utiliza para su lectura un
láser rojo de 650 nanómetros, el UMD utiliza
uno de 660 nanómetros, lo que convierte su lectura en incompatible. Los vídeos
en UMD están comprimidos en un formato más denso que en los DVD y CD, merced a
la mayor potencia del procesador de cálculo multimedia de la PSP. UMD emplea el
códec de vídeo MPEG-4 AVC, una variante del formato AVC,
Advance Video Coding, que es, actualmente, el estándar más avanzado en cuanto a
codificación de vídeo.
- Dimensiones
de la carcasa: 65 milímetros (largo) x 64 milímetros (ancho) x 4,2
milímetros (alto).
- Diámetro
del disco: 60 milímetros.
- Capacidad
máxima: 1,80 GB (doble capa), exactamente
"1,67 GB".
- Longitud
de onda del láser: 660 nm (láser rojo).
- Cifrado:
AES 128-bit.
- Velocidad
de lectura: PSP (12 MB), PSP Slim (14 MB).
Puede enfrentarse a ambientes de trabajo de
funcionamiento o lectura con una temperatura entre -25 °C y 70 °C.
Para el almacenamiento por periodos prolongados no deben soportar temperaturas
inferiores a -20 °C o superiores a 50 °C. Los cambios bruscos de
temperatura pueden causar desperfectos muy graves, como grietas, que los dejan
inservibles. Con un uso normal, sin manipulaciones indebidas, la duración está
calculada en torno a 100 años.
Las dos variantes del
formato se basan en la cantidad de datos que permiten almacenar:
1. Tipo A: Son discos de una única capa con una
capacidad máxima de 0,9 gigabytes. Las películas almacenadas en esta variante
salen a la venta con un precio menor. Traen menos extras.
2. Tipo B: Estos discos llegan a almacenar hasta
1,8 gigabytes en dos capas diferentes dentro del mismo disco. Este formato se
emplea para UMD Video y en algunos sistemas especializados que no se
comercializan al público general.
En realidad los dos discos ópticos tienen el mismo
número de capas, solo que en unos casos se graban las dos capas y en otros se
deja una de ellas sin grabar. Esto permite ahorrar gastos en el proceso de
fabricación, ya que sólo es necesario un tipo de diseño que se aplica a todos
los discos en lugar de varios métodos y procesos.
Disco
UMD, Universal Media Disc en planta.
y la ventana de lectura. Es conveniente evitar tocar
directamente el
disco para alargar su vida útil.
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