Lectoras y regrabadoras de CD y DVD

Autor: Josito
Web: http://www.configurarequipos.com/doc374.html

LECTORAS Y REGRABADORAS DE CD Y DVD.

Vamos a tratar de hacer un repaso sobre este medio de almacenamiento tan común hoy en día.

Tanto las lectoras como las regrabadoras de CD y DVD son dispositivos ópticos de almacenamiento.

Para comprender el funcionamiento de estos dispositivos vamos a ver que es un disco CD y un disco DVD.

DISCOS CD:

Desarrollados en 1.979 por Sony y Philips, no tuvieron gran aceptación hasta que en 1.981 se empezaron a utilizar en grabaciones de música clásica y fueron presentados en el Festival de Salzburgo por el director de orquesta Helbert Von Barajan con un gran éxito.

Básicamente un disco CD está formado por una capa metálica (normalmente de aluminio o de una aleación de cromo – aluminio) que hace de superficie refractante, protegida por una gruesa capa de pintura, una capa de policarbonato, que es sobre la que se graban los datos y una capa protectora de laca que permite el paso del láser.

Estos discos almacenan la información en formato digital (binario) y se leen desde el centro hasta el exterior. Llevan impresa una microscópica ranura en espiral que actúa como una rejilla de difracción y sirve de guía al láser (a esta rejilla se deben los reflejos que observamos en los discos cuando incide la luz en ellos). En el proceso de grabación se imprimen sobre la superficie de policarbonato una serie de hendiduras con un tamaño de 0.6 micrones de ancho por 0.12 de profundidad y entre 0.9 y 3.3 de longitud, con una separación entre pistas longitudinales de aprox. 1.6 micrones, creándose una zona de transición entre una hendidura y la siguiente. La longitud de estas transiciones determinan el número de 0 binarios consecutivos. Los bit se codifican con un sistema denominado modulación EFM, que iguala un bloque de 8 bits a uno de 14 bits, donde un 1 binario debe estar separado por al menos dos 0 binarios.


Efecto óptico al incidir la luz en los microsurcos de un CD.

La información se almacena en tramas. Una trama es igual a 588 bits (24 de sincronización, 14 de control, 536 de datos y los últimos 14 de corrección de errores). De los 536 bits de datos, al estar en codificación EFM son necesarios 3 bits de separación, por lo que al final para una trama de 588 bits nos da un total de 24 bytes de datos. Estos se transmiten en bloques de 98
tramas, lo que da un total de 2048 bytes en cada bloque.

El CD se divide en tres partes diferenciadas:
- LEAD IN, situada en los 4 mm. iniciales del disco. El Lead In contiene la información de la situación de los datos.
- ZONA DE DATOS, que es en la que se graban los datos del CD.
- LEAD OUT, que ocupa 1 mm. inmediatamente posterior a la zona de grabación y cuya misión es comunicar el fin de ésta.

Existen CD en 12 cm. de diámetro y en 8 cm. de diámetro.

Dentro de los de 12 cm. los hay de 650, 700, 800 y 875 MB de capacidad.

Hay varios tipos de CD, siendo los principales los CD-R, que permiten una sola grabación, los CR-RW o regrabables y los CD-G, diseñados especialmente para Karaoke (imagen y música en un mismo CD).

Al principio la capa refractaria era de diversos metales, incluido el oro (lo que les daba un tono dorado). Posteriormente empezaron a utilizarse otros metales, habiendo CD de diferentes tonos (verdes, azules…). Esto se terminó cuando se determinó utilizar el aluminio y el cromo – aluminio como metal refractante, sobre todo para eliminar los problemas de compatibilidad con las lectoras de DVD.

Mención aparte tienen los CD ROM (de solo lectura), formato empleado para la distribución de material audiovisual y de software. El proceso de grabación de estos es diferente a los de los CD-R, siendo en el caso de los CD ROM un proceso totalmente físico, a partir de una plantilla grabada de forma digital, con un láser de alta potencia en un máster. A continuación se imprime este máster en los discos, normalmente por medios mecánicos, se le añade la capa metálica, una capa de terminación imprimible y una capa de protección a base de lacas.

Este método también se emplea en el grabado industrial de DVD, permitiendo añadir a la grabación sistemas anticopia.


CD por ambas caras.

DISCOS DVD:

Básicamente son iguales a los discos CD, pero tienen algunas muy importantes diferencias.

Un DVD consta de dos discos de 0.6 mm. Pegados térmicamente. La velocidad de lectura es mucho mayor que en un CD, así como la capacidad de almacenamiento. En un DVD la separación entre pistas pasa de los 1.6 micrones de un CD a los 0.74 micrones y además las pistas contiguas se juntan, pasando de una longitud de 0.83 micrones en los CD a los 0.4 o 0.44 en los DVD.

Para hacer posible la lectura en estas condiciones, el DVD usa un láser rojo, con una longitud de onda de entre 635 y 650 nm, mientras que el CD usa un láser infrarrojo con una longitud de onda de 780 nm.

A esto hay que añadir la posibilidad de utilizar las dos caras del disco, así como de utilizar dos capas de datos por cara, siendo el acceso a estas dos capas simultaneo, gracias a una separación semitransparente entre ellas y a estar dispuestas en espirales inversas.

Dependiendo de su configuración y capacidad, hay cuatro tipos principales de DVD:

DVD-5 1 cara 1 capa 4.7 GB de capacidad
DVD-9 1 cara 2 capas 8.5 GB de capacidad
DVD-10 2 caras 1 capa 9.4 GB de capacidad total (4.7 GB en cada cara)
DVD-18 2 caras 1 capa 17 GB de capacidad total (8.5 GB en cada cara)

Existen DVD de una sola grabación (DVD+R y DVD-R) y regrabables (DVD+RW y DVD-RW). Los discos de doble capa llevan el indicativo DL (Double Layout). La diferencia entre +R y –R es más una cuestión comercial que técnica, siendo compatibles en el 90% de los casos.

Mención aparte merece el formato DVD-RAM. Este formato hasta hace poco necesitaba unos lectores especiales y venían protegidos dentro de un cartucho, necesario para su uso. En la actualidad se utilizan en regrabadoras de DVD que admitan esa tecnología. DVD-RAM trabaja con una tecnología de cambio de fase, es regrabable hasta un máximo de aproximadamente 100,000 veces, el acceso a los datos es aleatorio (y no secuencial, como en otros DVD y CD) y permite grabar, borrar y regrabar archivos como si se tratase de una unidad de almacenamiento más.
Un inconveniente de este tipo de discos es que es mucho más sensible a la suciedad y otros factores externos que un DVD normal.

Tanto en CD como en DVD hay unos tipos especiales con la capa protectora lisa y blanca, ideados para su impresión con impresoras de chorro de tinta (printables).

Como dato curioso, las medidas de los CD y DVD no se deben a ninguna necesidad técnica. El diámetro del circulo interior, de 1.5 cm. corresponde al de una moneda de 10 centavos y la exterior de 12 cm. Se debe a la decisión de que debía caber en el bolsillo superior de una chaqueta de caballero. Que este tamaño se adapte a las medidas de una bahía de 5 ¼ es pura casualidad.


DVD +R DL. Salvo por el texto, los CD y los DVD son iguales visualmente.

NUEVOS FORMATOS (BLU RAY Y HD DVD):

Dos nuevos estándares intentan abrirse camino e imponerse como los sucesores del DVD.

BLU RAY

Si bien su nombre inicial es Blue Ray (Rayo Azul, debido a que utiliza un láser violeta), dado que en muchos países no se pueden registrar nombres genéricos, se decidió el nombre definitivo de BLU RAY, eliminando del nombre la letra E. Emplea la tecnología de láser violeta, con una precisión de enfoque mucho mayor que la del rayo rojo, lo que permite unas hendiduras y separaciones mucho menores. Esto, unido a un sistema mejorado de codificación, permite una capacidad de almacenamiento por capa de 25 GB. Si a esto unimos la posibilidad de trabajar con 4 capas, nos da una capacidad total de almacenamiento de 100 GB.
Por estos motivos son mucho más sensibles a arañazos, hasta el punto de que en un principio se pensó en un estuche protector. Finalmente esto se solucionó creando un disco algo más grueso que un DVD normal (aunque compatible con este), basado en capas de sustrato (derivado del papel), enormemente resistente a los arañazos. Tienen un precio sobre un 60% superior a los HD-DVD, pero dado que su capacidad es un 80%, el costo por MB es inferior, inferior incluso al de un DVD de doble capa.

Si bien la fabricación de los discos requiere una mayor inversión para los fabricantes de este soporte, cuenta con el apoyo de los principales fabricantes de estos, siendo uno de sus principales valedores la empresa TDK, de los principales fabricantes de hardware, como Sony, LG, Plextor, Pioneer, Samsung, Philips, Benq, Hitachi, Apple, etc., así como con el apoyo de
las principales distribuidoras cinematográficas. Concretamente, Sony usará este formato en su nueva PS3.


Formato original de Blu Ray. Obsérvese la carcasa protectora.


Disco Blu Ray actual.

DH DVD

Usa discos de una estructura muy similar a los DVD actuales, lo que supone unos gastos de adaptación de la maquinaria de fabricación de los discos menor que en el caco del Blu Ray. Los discos de una capa tienen una capacidad de 15 GB (unas 3.2 veces más que un DVD normal) y hay discos de 1, 2 y se está investigando con discos de 3 y 4 capas, lo que daría una capacidad de hasta 60 GB. Patrocinada por empresas como Toshiba, Nec, Sanyo y Microsoft. Pese a un precio inferior al Blu Ray cuenta con menos capacidad de almacenamiento.

Tanto Blu Ray como HD-DVD se fabrican en formato de 12 cm. y de 8 cm.

Antes de entrar en detalles sobre cada de los dispositivos reproductores y regrabadores vamos a ver de qué constan y cuáles son los elementos comunes a todas ellas.

Básicamente están formadas por una carcasa de protección, una bandeja extractora, que puede ser una bandeja que sale y en la que se pone el CD o bien un sistema slim, que consiste en una ranura en la que se introduce el CD. Este sistema es el que usan los radio cd de automóviles y se usa muy poco en informática, salvo algunas marcas como Pionner y Plextor en alguno de sus modelos, una serie de motores eléctricos encargados de hacer girar el CD, desplazar y posicionar el cabezal y mover la bandeja extractora, una placa de control, una toma de corriente, una conexión de datos y el conjunto lector (más conocido por láser).


Vista de la placa de control de un lector de CD.


Vista inferior donde se pueden ver los tres motores, las guías del cabezal, el cabezal y los cables de conexión.


Vista superior donde se ve el cabezal y su lente y el dispositivo de giro del CD.

El conjunto lector o cabezal está formado por una serie de espejos, lentes, servos magnéticos para ajustar la posición de la lente y el diodo emisor. Este diodo emite un haz de luz coherente (láser) hacia un espejo. La luz reflejada atraviesa la lente, se enfoca sobre un punto del disco y se refleja en la capa metálica del mismo, volviendo al cabezal. Mediante una serie de lentes y espejos, esta señal luminosa se guía hasta un fotosensor que reconoce la cantidad de luz reflejada. Al atravesar una hendidura este rayo de luz se difunde y la intensidad lumínica es mucho menor, con lo que recibiremos diferentes intensidades lumínicas. La energía luminosa del fotodetector se transforma en energía eléctrica y mediante un umbral de energía, el detector determinara si se trata de un 1 o de un 0 binario.


Vista del cabezal.


Cabezal sin el protector. Se puede ver la lente y los servos electromagnéticos de control de esta.


Diferencia de longitud de onda y tamaño de las hendiduras entre los diferentes láser de un CD, un DVD y un BLU RAY.

Las primeras unidades de CD usaban un sistema de lectura denominado Velocidad Lineal Constante (CLV), lo que quiere decir que, dado que el tamaño de los sectores es diferente dependiendo de en que pista se encuentren, la velocidad de giro del CD se adaptaba a la pista que estuviera leyendo. Esto da una velocidad media constante, pero un tiempo de acceso a los datos penalizado por la necesidad de adaptar la velocidad de giro a la pista en donde se encuentre la información. Actualmente las unidades usan el sistema de Velocidad Angular Constante (CAV). Con este sistema la velocidad de giro es siempre la misma, alcanzándose la máxima velocidad de lectura en las pistas exteriores y consiguiéndose una velocidad media de entre al 50 y el 70% de dicha velocidad. Esto, que en un principio puede parecer peor que el sistema anterior, se ve compensado por un tiempo de búsqueda mucho menor, lo que hace que en conjunto el rendimiento de una unidad actual sea superior al de una unidad antigua (incluso a igualdad de velocidad de transmisión).

Es importante la velocidad de transmisión de datos, pero no es menos importante el tiempo de acceso.

TIEMPO DE ACCESO.
El tiempo de acceso es el tiempo que tarda el dispositivo desde que comienza el proceso de lectura hasta que los datos empiezan a ser leídos. Este tiempo de acceso viene determinado sobre todo por tres parámetros:

TIEMPO DE LATENCIA:
Al estar girando el disco, es el tiempo que hay desde que el cabezal se posiciona donde están los datos a leer hasta que pasa por un punto adecuado para empezar la lectura.

TIEMPO DE BUSQUEDA:
Es el tiempo necesario para mover el cabezal hasta la posición del disco en donde están los datos.

TIEMPO DE CAMBIO DE VELOCIDAD:
En los dispositivos que usan el sistema CLV, es el tiempo que el motor de rotación necesita para adaptarse a la velocidad necesaria según la posición del cabezal (a mayor distancia del centro, mayor velocidad de rotación).

En cuanto a la conservación de datos en un CD o un DVD, se estima entre 2 y 8 años, dependiendo de las condiciones de almacenamiento y de la calidad del disco, aunque en condiciones ideales de temperatura (sobre 23º) y humedad (sobre un 50%) y con discos de calidad (y me gustaría recalcar esto de discos de calidad), la duración se estima en más de 100 años.

En discos (sobre todo de baja calidad) se puede desarrollar el hongo geotrichun, que se desarrolla en condiciones de temperatura alta (a partir de 30º) y de una alta humedad (90%). Este hongo se alimenta del carbono y del nitrógeno del policarbonato del que están hechos los discos y termina por destruir los datos grabados.

LECTORAS DE CD

La velocidad base de funcionamiento de un CD es de 150 Kb/s., entendiendo esta velocidad por 1x. La velocidad expresada en YYx nos indica la velocidad máxima de la lectora. Una lectora de 52x tiene una velocidad máxima de 7,800 Kb/s.

El láser de un CD es un láser infrarrojo y trabaja con una Longitud de onda de 780 nm con una apertura numérica de 0.45.

Las primeras lectoras de CD para ordenadores salieron al mercado en 1986. Estas unidades tenían una velocidad de entre 1x y 4x, dependiendo del modelo y tipo de conexión, siendo las más rápidas con conectores SCSI.

La velocidad de las lectoras de CD ha evolucionado con el tiempo, estabilizándose en 52x, si bien algunas casas como LG sacaron al mercado lectores de 56x, que no tuvieron éxito y terminaron por desaparecer.

A diferencia de las lectoras de DVD, que si pueden leer CD-R, las unidades lectoras de CD-R no pueden leer DVD.

Dado que las lectoras de DVD también leen CD, éstas últimas están prácticamente desapareciendo.

REGRABADORAS DE CD

EN 1.990 salieron al mercado las primeras grabadoras de CD. Eran solo grabadoras y trabajaban a 1x. Las primeras en salir fueron las Plextor con conexión SCSI, ya que la conexión IDE no ofrecía en esa época la suficiente velocidad mantenida como para hacer fiable la grabación. Estas grabadoras no tenían ningún sistema de buffer ni protección ante la grabación, por lo que cualquier parada en la transmisión de los datos a la grabadora implicaba la inutilización de esa copia.

Para hacernos una idea de lo que estaos datos significan, baste decir que el tiempo medio empleado en la grabación de un CD de 650 MB. (los más normales en esa época) era de aproximadamente 1 hora 45 minutos.

Con la salida de conectores IDE ATAPI de mayor velocidad, este tipo de conexión se impuso al SCSI, de mayor precio. Poco tiempo después salieron al mercado las regrabadoras de CD, con unas velocidades que en la actualidad se sitúan en
52x-32x-52x de velocidad (reproducción, regrabación y grabación).

También cuentan con un buffer de entre 2 y 8 MB. y cuentan con función Buffer Underrum, que detecta pequeñas interrupciones en el tráfico de datos, permitiendo seguir con la grabación en el momento en que estos son suficientes para permitir una grabación estable.


Regrabadora LG 52x32x52x

Al igual que ocurre con las unidades lectoras de CD, las unidades regrabadoras de CD están desapareciendo en la práctica, ya que las regrabadoras de DVD graban tanvbién CD's, y su costo ha bajado enormemente.

LECTORAS DE DVD

Las primeras lectoras de DVD para ordenadores aparecen en 1.997. En el año 2.000 aparecen las primeras unidades de DVD-RAM.

La velocidad base de funcionamiento de un DVD es de 1.350 Kb/s., entendiendo esta velocidad por 1x, de forma que un DVD a 16x va a una velocidad de 21,600 Kb/s.

El láser de un DVD es un láser rojo y trabaja con una Longitud de onda de 650 nm con una apertura numérica de 0.60.

Pueden utilizar dos sistemas diferentes para posibilitar la lectura de DVD o CD.
Una es un sistema de doble láser, que al detectar el tipo de disco se posiciona uno u otro, y el sistema más usado, que consiste en modificar tanto la longitud de onda del láser como su apertura numérica mediante un juego de lentes.

El láser rojo usado por los DVD no trabaja con CD-R de matiz verde en vez del plateado usado normalmente, ya que el verde absorbe demasiada luz roja, no permitiendo una correcta transmisión del haz luminoso. Esto se solucionó en el DVD-2 incluyendo un segundo láser para la lectura de los CD-R, si bien a la larga lo que ocurrió es que se abandonó la fabricación de CD's de matiz verde.

Esta compatibilidad de los lectores de DVD para leer CD ha hecho que los lectores de CD prácticamente desaparezcan del mercado.

La velocidad actual de los DVD esta en los 16x para DVD y los 48x para CD-R.

Las primeras lectoras de DVD eran para el formato DVD+R, apareciendo posteriormente las lectoras multiformato.


Lector DVD Pioneer Slim. Exteriormente, los lectores y grabadores, tanto de CD como de DVD, solo se diferencian por los logotipos.

REGRABADORAS DE DVD

Disponibles desde 1.998 en su versión grabadora y desde el año 2.000 como regrabadoras.

También las regrabadoras de DVD han evolucionado bastante, bajando considerablemente su precio y subiendo en prestaciones.

Las primeras grabadoras de DVD admitían solo en formato DVD+R, mientras que en la actualidad admiten todos los formatos disponibles, con velocidades de lectura de 16x para DVD y de 48x para CD y velocidades de grabación de de 48x para CD, 32x para CD-RW, 16x para DVD, 8x para DVD regrabables y entre 8x y 10x para DVD DL.

Igualmente son muchos los modelos que soportan DVD-RAM, con unas velocidades de hasta 12x.

Esta compatibilidad se consigue por los mismos sistemas que en las unidades lectoras.

Gran numero de regrabadoras de DVD cuentan ya con el sistema LightScribe, el cual permite etiquetar los CD y DVD (naturalmente los que soportan esta tecnología) con la regrabadora, mediante el láser.


Disco grabado con LightScribe.

COMBO

Las combo son un hibrido entre lectora de DVD y regrabadora de CD.
Utilizadas sobre todo en unidades ópticas para ordenadores portátiles, leen tanto CD como DVD y graban CD. Tienen las mismas prestaciones que sus correspondientes unidades, tanto DVD como CD.

Dado el precio actual de las regrabadoras de DVD, el combo es un tipo de lector que cada vez se vende menos.

REGRABADORAS BLU RAY

Los principales fabricantes de lectores ópticos para ordenadores, como LG, Pioneer, Plextor y Sony ya tienen a la venta en España regrabadoras Blu Ray.

Estas regrabadoras son compatibles con Blu Ray y con los formatos actuales de DVD y de CD, tanto en lectura como en escritura.

Usan un láser violeta con una longitud de onda de 405 nm. Y una apertura numérica de 0.85, así como lentes duales.

La tasa de transferencia publicada es de 54 Mbs para los BD-ROM (solo lectura, el usado por las distribuidoras cinematográficas) y de 36 Mbs para los BD-R (grabables) y BD-RE (regrabables). De confirmarse esta velocidad, supondría grabar un Blu Ray de 100 GB. en aprox. 50 minutos.


Regrabadora Blu Ray.