| Tipos de almacenamiento de datos y memoria de computadora |
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| Discos ópticos |
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En las tecnologías de grabación de discos ópticos y de computación , un disco óptico ( OD ) es un disco plano, generalmente circular, que codifica datos binarios ( bits ) en forma de pozos y terrenos (donde un cambio de pozo a tierra o de tierra a pozo corresponde a un valor binario de 1 , mientras que ningún cambio, independientemente de si en un terreno o un área de pozo, corresponde a un valor binario de 0 ) en un material especial (a menudo aluminio [1] ) en una de sus superficies planas.
Existen discos ópticos no circulares; consulte Disco compacto con forma .
Diseño y tecnología [ editar ]
El material de codificación se asienta sobre un sustrato más grueso (generalmente policarbonato ) que constituye la mayor parte del disco y forma una capa de desenfoque de polvo. El patrón de codificación sigue una trayectoria en espiral continua que cubre toda la superficie del disco y se extiende desde la pista más interior hasta la pista más exterior.
Los datos se almacenan en el disco con un láser o una máquina de estampación, y se puede acceder a ellos cuando la ruta de datos se ilumina con un diodo láser en una unidad de disco óptico que hace girar el disco a velocidades de aproximadamente 200 a 4.000 RPM o más, dependiendo de el tipo de unidad, el formato del disco y la distancia del cabezal de lectura desde el centro del disco (las pistas externas se leen a una velocidad de datos más alta debido a velocidades lineales más altas a las mismas velocidades angulares ).
La mayoría de los discos ópticos exhiben una iridiscencia característica como resultado de la rejilla de difracción formada por sus ranuras. [2] [3] Este lado del disco contiene los datos reales y generalmente está recubierto con un material transparente, generalmente laca .
El reverso de un disco óptico generalmente tiene una etiqueta impresa, a veces hecha de papel, pero a menudo impresa o estampada en el propio disco. A diferencia de la 3 1 / 2 pulgadas disquete , la mayoría de los discos ópticos no tienen una cubierta de protección integrado y son por lo tanto susceptibles a problemas de transferencia de datos debido a los arañazos, huellas dactilares y otros problemas ambientales. Los Blu-ray tienen un recubrimiento llamado durabis que mitiga estos problemas.
Los discos ópticos suelen tener entre 7,6 y 30 cm (3 a 12 pulgadas) de diámetro, siendo 12 cm (4,75 pulgadas) el tamaño más común. El llamado área de programa que contiene los datos comienza normalmente a 25 milímetros del punto central. [4] Un disco típico tiene aproximadamente 1,2 mm (0,05 pulgadas) de grosor, mientras que el paso de pista (distancia desde el centro de una pista al centro de la siguiente) varía de 1,6 μm (para CD ) a 320 nm (para Blu- discos de rayos ).
Tipos de grabación [ editar ]
Un disco óptico está diseñado para admitir uno de los tres tipos de grabación: solo lectura (por ejemplo, CD y CD-ROM ), grabable (una sola escritura, por ejemplo, CD-R ) o regrabable (regrabable, por ejemplo, CD-RW ) . Los discos ópticos de escritura única suelen tener una capa de registro de tinte orgánico (también puede ser un tinte ( ftalocianina ) azo , utilizado principalmente por Verbatim , o un tinte oxonol, utilizado por Fujifilm [5] ) entre el sustrato y la capa reflectante. Los discos regrabables suelen contener una capa de grabación de aleación compuesta de un material de cambio de fase , con mayor frecuencia AgInSbTe , una aleación de plata ,indio , antimonio y telurio . [6] Los colorantes azoicos se introdujeron en 1996 y la ftalocianina solo comenzó a tener un uso generalizado en 2002. El tipo de colorante y el material utilizado en la capa reflectante de un disco óptico se puede determinar al hacer brillar una luz a través del disco, como colorante diferente y las combinaciones de materiales tienen diferentes colores.
Los discos grabables Blu-ray Disc no suelen utilizar una capa de grabación de colorante orgánico, sino una capa de grabación inorgánica. Los que lo hacen se conocen como discos de menor a mayor (LTH) y se pueden fabricar en líneas de producción de CD y DVD existentes, pero son de menor calidad que los discos grabables Blu-ray tradicionales.
Uso [ editar ]
Los discos ópticos a menudo se almacenan en casos especiales a veces llamados estuches y se usan más comúnmente para la preservación digital , almacenar música (por ejemplo, para usar en un reproductor de CD ), video (por ejemplo, para usar en un reproductor de Blu-ray ) o datos y programas. para computadoras personales (PC), así como la distribución de datos impresos fuera de línea debido a precios unitarios más bajos que otros tipos de medios. La Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico (OSTA) promovió formatos de almacenamiento óptico estandarizados .
Las bibliotecas y los archivos promulgan procedimientos de conservación de medios ópticos para garantizar el uso continuo en la unidad de disco óptico de la computadora o en el reproductor de disco correspondiente.
Las operaciones de archivos de dispositivos tradicionales de almacenamiento masivo , como unidades flash , tarjetas de memoria y discos duros, se pueden simular utilizando un sistema de archivos en vivo UDF .
Para la copia de seguridad de datos informáticos y la transferencia de datos físicos, los discos ópticos como los CD y DVD se están reemplazando gradualmente por dispositivos de estado sólido más pequeños y rápidos, especialmente la unidad flash USB . [7] [ cita requerida ] Se espera que esta tendencia continúe a medida que las unidades flash USB continúen aumentando en capacidad y bajando de precio. [ cita requerida ]
Además, la música, películas, juegos, software y programas de televisión comprados, compartidos o transmitidos a través de Internet han reducido significativamente la cantidad de CD de audio, DVD de video y discos Blu-ray vendidos anualmente. Sin embargo, algunos prefieren y compran los CD de audio y Blu-ray, como una forma de respaldar sus obras favoritas mientras obtienen algo tangible a cambio y también porque los CD de audio (junto con los discos de vinilo y las cintas de casete ) contienen audio sin comprimir sin los artefactos introducidos. mediante algoritmos de compresión con pérdida como MP3 , y los Blu-rays ofrecen una mejor calidad de imagen y sonido que los medios de transmisión, sin artefactos de compresión visibles, debido a tasas de bits más altas y más espacio de almacenamiento disponible. [8]Sin embargo, los Blu-rays a veces pueden ser torrents a través de Internet, pero los torrents pueden no ser una opción para algunos, debido a las restricciones impuestas por los ISP por motivos legales o de derechos de autor, bajas velocidades de descarga o no tener suficiente espacio de almacenamiento disponible, ya que el el contenido puede pesar hasta varias docenas de gigabytes. Los Blu-ray pueden ser la única opción para aquellos que buscan jugar juegos grandes sin tener que descargarlos a través de una conexión a Internet lenta o poco confiable, razón por la cual todavía (a partir de 2020) son ampliamente utilizados por consolas de juegos, como PlayStation. 4 y Xbox One X . A partir de 2020, es inusual que los juegos de PC estén disponibles en un formato físico como Blu-ray.
Los discos no deben tener pegatinas y no deben almacenarse junto con papel; Los papeles deben sacarse del estuche antes de guardarlos. Los discos deben manipularse por los bordes para evitar que se rayen, con el pulgar en el borde interior del disco. La norma ISO 18938: 2008 trata sobre las mejores técnicas de manipulación de discos ópticos. La limpieza del disco óptico nunca debe realizarse en un patrón circular, para evitar que se formen círculos concéntricos en el disco. Una limpieza inadecuada puede rayar el disco. Los discos grabables no deben exponerse a la luz durante períodos prolongados. Los discos ópticos deben almacenarse en condiciones secas y frescas para aumentar la longevidad, con temperaturas entre -10 y 23 ° C, que nunca superen los 32 ° C, y con una humedad que nunca baje del 10%, con almacenamiento recomendado entre el 20 y el 50% de humedad sin fluctuaciones de más de ± 10%.
Durabilidad [ editar ]
Aunque los discos ópticos son más duraderos que los formatos audiovisuales y de almacenamiento de datos anteriores, son susceptibles a daños ambientales y de uso diario si se manipulan incorrectamente.
Los discos ópticos no son propensos a fallas catastróficas incontrolables como golpes de cabeza , subidas de tensión o exposición al agua, como las unidades de disco duro y el almacenamiento flash , ya que los controladores de almacenamiento de las unidades ópticas no están vinculados a los discos ópticos como ocurre con las unidades de disco duro y la memoria flash controladores , y un disco generalmente se puede recuperar de una unidad óptica defectuosa presionando una aguja sin afilar en el orificio de expulsión de emergencia, y no tiene un punto de entrada de agua inmediata ni un circuito integrado.
Seguridad [ editar ]
Como solo se accede al medio en sí a través de un rayo láser, sin circuitos de control interno, no puede contener hardware malicioso como los llamados patitos de goma o asesinos USB .
El malware no puede propagarse a través de medios prensados de fábrica, medios finalizados o tipos de unidades -ROM ( memoria de solo lectura ) cuyos láseres carecen de la fuerza para escribir datos. El malware está programado de manera convencional para detectar y propagarse a través de dispositivos tradicionales de almacenamiento masivo , como unidades flash , unidades de estado sólido externas y unidades de disco duro . [9]
Historia [ editar ]
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El primer uso histórico registrado de un disco óptico fue en 1884 cuando Alexander Graham Bell , Chichester Bell y Charles Sumner Tainter grabaron sonido en un disco de vidrio usando un haz de luz. [10]
Optophonie es un ejemplo muy temprano (1931) de un dispositivo de grabación que usa luz para grabar y reproducir señales de sonido en una fotografía transparente. [11]
Un sistema de disco óptico temprano existió en 1935, llamado Lichttonorgel . [ cita requerida ]
David Paul Gregg inventó uno de los primeros discos ópticos analógicos utilizados para la grabación de vídeo en 1958 [12] y lo patentó en EE. UU. En 1961 y 1969. Esta forma de disco óptico fue una de las primeras formas del DVD ( Patente de EE . UU . 3.430.966 ). Es de especial interés que la Patente de EE.UU. 4,893,297 , presentada en 1989, emitida en 1990, generó ingresos por regalías para el DVA de Pioneer Corporation hasta 2007, que luego abarca los sistemas de CD, DVD y Blu-ray. A principios de la década de 1960, Music Corporation of America compró las patentes de Gregg y su empresa, Gauss Electrophysics .
Al inventor estadounidense James T. Russell se le atribuye la invención del primer sistema para grabar una señal digital en una lámina óptica transparente que se ilumina desde atrás con una lámpara halógena de alta potencia. La solicitud de patente de Russell se presentó por primera vez en 1966 y se le otorgó una patente en 1970. Tras un litigio, Sony y Philips otorgaron la licencia de las patentes de Russell (entonces en poder de una empresa canadiense, Optical Recording Corp.) en la década de 1980. [13] [14] [15]
Tanto el disco de Gregg como el de Russell son soportes flexibles leídos en modo transparente, lo que impone serios inconvenientes. En los Países Bajos, en 1969, el físico de investigación de Philips , Pieter Kramer, inventó un videodisco óptico en modo reflectante con una capa protectora leída por un rayo láser enfocado Patente estadounidense 5.068.846 , presentada en 1972, emitida en 1991. El formato físico de Kramer se utiliza en todos los discos ópticos. En 1975, Philips y MCA comenzaron a trabajar juntos, y en 1978, comercialmente demasiado tarde, presentaron su tan esperado Laserdisc en Atlanta.. MCA entregó los discos y Philips los reproductores. Sin embargo, la presentación fue un fracaso comercial y la cooperación terminó.
En Japón y Estados Unidos, Pioneer tuvo éxito con el Laserdisc hasta la llegada del DVD. En 1979, Philips y Sony , en consorcio, desarrollaron con éxito el disco compacto de audio .
En 1979, Exxon STAR Systems en Pasadena, CA construyó una unidad WORM controlada por computadora que utilizaba capas delgadas de telurio y selenio en un disco de vidrio de 12 "de diámetro. El sistema de grabación utilizaba luz azul a 457 nm para grabar y luz roja a 632,8 nm para leer. STAR Systems fue comprada por Storage Technology Corporation (STC) en 1981 y se trasladó a Boulder, CO. El desarrollo de la tecnología WORM continuó utilizando sustratos de aluminio de 14 "de diámetro. Las pruebas beta de las unidades de disco, originalmente denominadas Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), solo tuvieron un éxito moderado. Muchos de los discos se enviaron a RCA Laboratories (ahora Centro de Investigación David Sarnoff) para ser utilizados en los esfuerzos de archivo de la Biblioteca del Congreso. Los discos STC utilizaron un cartucho sellado con una ventana óptica para protección Patente de EE. UU. 4,542,495.
El formato CD-ROM fue desarrollado por Sony y Philips , introducido en 1984, como una extensión de Compact Disc Digital Audio y adaptado para contener cualquier forma de datos digitales. El mismo año, Sony presentó un formato de almacenamiento de datos LaserDisc , con una mayor capacidad de datos de 3,28 GB. [dieciséis]
A finales de la década de 1980 y principios de la de 1990, Optex, Inc. de Rockville, MD, construyó un sistema de disco de video digital óptico borrable Patente de Estados Unidos 5.113.387 utilizando Medios ópticos de captura de electrones (ETOM) Patente de Estados Unidos 5.128.849 . Aunque esta tecnología se escribió en la edición de diciembre de 1994 de Video Pro Magazine prometiendo "la muerte de la cinta", nunca se comercializó.
A mediados de la década de 1990, un consorcio de fabricantes (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) desarrolló la segunda generación del disco óptico, el DVD . [17]
Los discos magnéticos encontraron aplicaciones limitadas para almacenar grandes cantidades de datos. Entonces, existía la necesidad de encontrar algunas técnicas más de almacenamiento de datos. Como resultado, se encontró que mediante el uso de medios ópticos se pueden fabricar grandes dispositivos de almacenamiento de datos que a su vez dieron lugar a los discos ópticos. La primera aplicación de este tipo fue el disco compacto (CD), que se utilizó en sistemas de audio.
Sony y Philips desarrollaron la primera generación de CD a mediados de la década de 1980 con las especificaciones completas para estos dispositivos. Con la ayuda de este tipo de tecnología, se aprovechó a un gran nivel la posibilidad de representar la señal analógica en señal digital. Para ello, las muestras de 16 bits de la señal analógica se tomaron a una velocidad de 44.100 muestras por segundo . Esta frecuencia de muestreo se basó en la frecuencia de Nyquist de 40,000 muestras por segundo requerida para capturar el rango de frecuencia audible a 20 kHz sin aliasing, con una tolerancia adicional para permitir el uso de prefiltros de audio analógicos menos que perfectos para eliminar cualquier frecuencias. [18] La primera versión del estándar permitía hasta 75 minutos de música, lo que requería 650 MB de almacenamiento.
El disco DVD apareció después de que el CD-ROM se generalizara en la sociedad.
El disco óptico de tercera generación se desarrolló en 2000-2006 y se introdujo como Blu-ray Disc. Las primeras películas en discos Blu-ray se lanzaron en junio de 2006. [19] El Blu-ray finalmente prevaleció en una guerra de formatos de discos ópticos de alta definición sobre un formato competidor, el HD DVD . Un disco Blu-ray estándar puede contener alrededor de 25 GB de datos, un DVD alrededor de 4,7 GB y un CD alrededor de 700 MB.
Primera generación [ editar ]
Inicialmente, los discos ópticos se usaban para almacenar video analógico con calidad de transmisión y más tarde medios digitales como música o software de computadora. El formato LaserDisc almacenaba señales de video analógicas para la distribución de video doméstico , pero comercialmente se perdió en el formato de videocasete VHS , debido principalmente a su alto costo y no regrababilidad; otros formatos de disco de primera generación se diseñaron únicamente para almacenar datos digitales y, en un principio, no se podían utilizar como medio de vídeo digital .
La mayoría de los dispositivos de disco de primera generación tenían un cabezal de lectura de láser infrarrojo. El tamaño mínimo del punto láser es proporcional a la longitud de onda del láser, por lo que la longitud de onda es un factor limitante sobre la cantidad de información que se puede almacenar en un área física determinada del disco. El rango infrarrojo está más allá del extremo de longitud de onda larga del espectro de luz visible, por lo que admite menos densidad que la luz visible de longitud de onda más corta. Un ejemplo de capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad, lograda con un láser infrarrojo, son 700 MB de datos de usuario netos para un disco compacto de 12 cm.
Otros factores que afectan la densidad de almacenamiento de datos incluyen: la existencia de múltiples capas de datos en el disco, el método de rotación ( velocidad lineal constante (CLV), velocidad angular constante (CAV) o CAV por zonas), la composición de las tierras y hoyos, y cuánto margen no se utiliza está en el centro y el borde del disco.
- Disco compacto (CD) y derivados
- CD de audio
- CD de video (VCD)
- CD de supervídeo
- Vídeo en CD
- Disco láser
- GD-ROM
- Doble cambio de fase
- Disco compacto de doble densidad (DDCD)
- Disco magneto-óptico
- MiniDisc
- Escribir una vez Leer muchas (WORM)
Segunda generación [ editar ]
Los discos ópticos de segunda generación se utilizaron para almacenar grandes cantidades de datos, incluido video digital con calidad de transmisión. Por lo general, estos discos se leen con un láser de luz visible (generalmente rojo); la longitud de onda más corta y la mayor apertura numérica [20] permiten un haz de luz más estrecho, lo que permite hoyos y terrenos más pequeños en el disco. En el formato de DVD, esto permite un almacenamiento de 4,7 GB en un disco estándar de una sola capa de 12 cm; alternativamente, los medios más pequeños, como el formato DataPlay , pueden tener una capacidad comparable a la del disco compacto estándar de 12 cm más grande. [21]
- DVD y derivados
- DVD de audio
- DualDisc
- Digital Video Express (DIVX)
- DVD-RAM
- Disco de juego de Nintendo GameCube (derivado de miniDVD)
- Disco óptico de Wii (derivado de DVD)
- Super CD de audio
- Disco versátil mejorado
- DataPlay
- Disco multimedia universal
- Óptica de ultra densidad
Tercera generación [ editar ]
Los discos ópticos de tercera generación se utilizan para distribuir video y videojuegos de alta definición y admiten mayores capacidades de almacenamiento de datos, logradas con láseres de luz visible de longitud de onda corta y mayores aperturas numéricas. Blu-ray Disc y HD DVD utiliza láseres azul violeta y ópticas de enfoque de mayor apertura, para usar con discos con hoyos y terrenos más pequeños, por lo tanto, mayor capacidad de almacenamiento de datos por capa. [20] En la práctica, la capacidad de presentación multimedia eficaz se mejora con códecs de compresión de datos de vídeo mejorados , como H.264 / MPEG-4 AVC y VC-1 .
- Blu-ray (hasta 400 GB - experimental [22] [23] )
- Disco óptico de Wii U (25 GB por capa)
- HD DVD (formato de disco descontinuado, hasta 51 GB de triple capa)
- CBHD (un derivado del formato HD DVD)
- HD VMD
- Disco profesional
Anunciado pero no publicado:
- Disco digital multicapa
- Disco multicapa fluorescente
- Disco versátil hacia adelante
Cuarta generación [ editar ]
Los siguientes formatos van más allá de los discos actuales de tercera generación y tienen el potencial de contener más de un terabyte (1 TB ) de datos y al menos algunos están pensados para el almacenamiento de datos en frío en centros de datos : [24] [ dudoso ]
- Disco de archivo
- Disco versátil holográfico
- Ultra HD Bluray
Anunciado pero no publicado:
- LS-R
- Disco recubiertos de proteína [25]
- Disco óptico volumétrico apilado
- DVD 5D
- Almacenamiento de datos ópticos en 3D (no es una sola tecnología, ejemplos son Hyper CD-ROM y Fluorescent Multilayer Disc )
Resumen de tipos ópticos [ editar ]
| Nombre | Capacidad | Experimental [Nota 1] | Años [Nota 2] |
|---|---|---|---|
| LaserDisc (LD) | 0,3 GB | 1971-2001 | |
| Escribir una vez, leer muchos discos (WORM) | 0,2–6,0 GB | 1979-1984 | |
| Disco compacto (CD) | 0,7–0,9 GB | 1982-hoy | |
| Memoria óptica de captura de electrones (ETOM) | 6,0-12,0 GB | 1987-1996 | |
| MiniDisc (MD) | 0,14-1,0 GB | 1989-hoy | |
| Disco magneto óptico (MOD) | 0,1–16,7 GB | 1990-presente | |
| Disco versátil digital (DVD) | 4,7–17 GB | 1995-presente | |
| LIMDOW ( sobrescritura directa de modulación de intensidad láser) | 2,6 GB | 10 GB | 1996-presente |
| GD-ROM | 1,2 GB | 1997-presente | |
| Disco multicapa fluorescente | 50-140 GB | 1998-2003 | |
| Disco multicapa versátil (VMD) | 5-20 GB | 100 GB | 1999-2010 |
| Hyper CD-ROM | 1 PB | 100 EB | 1999? -? |
| DataPlay | 500 MB | 1999-2006 | |
| Óptica de ultradensidad (UDO) | 30–60 GB | 2000-presente | |
| FVD (FVD) | 5,4–15 GB | 2001-presente | |
| Disco versátil mejorado (EVD) | DVD | 2002-2004 | |
| HD DVD | 15 a 51 GB | 1 TB [ cita requerida ] | 2002-2008 |
| Disco Blu-ray (BD) | 25 GB 50 GB 100 GB ( BDXL ) 128 GB ( BDXL ) | 1 TB | 2002-presente 2010-presente (BDXL) |
| Disco profesional para datos (PDD) | 23 GB | 2003-2006 | |
| Disco profesional | 23-128 GB | 2003-presente | |
| Disco digital multicapa | 22-32 GB | 2004-2007 | |
| Almacenamiento de datos ópticos multiplexados (disco MODS) | 250 GB – 1 TB | 2004-presente | |
| Disco multimedia universal (UMD) | 0,9-1,8 GB | 2004-2014 | |
| Disco versátil holográfico (HVD) | 6,0 TB | 2004-2012 | |
| Disco recubierto de proteína (PCD) | 50 TB | 2005-2006 | |
| DISCO M | 4,7 GB (formato DVD) 25 GB (formato Blu-ray) 50 GB (formato Blu-ray) 100 GB ( formato BDXL ) [26] | 2009-presente | |
| Disco de archivo | 0,3-1 TB | 2014-presente | |
| Blu-ray Ultra HD | 50 GB 66 GB 100 GB | 2015-presente |
- Notas
- ^ Prototipos y valores teóricos.
- ^ Años desde el inicio (conocido) del desarrollo hasta el final de las ventas o el desarrollo.
Discos ópticos grabables y grabables [ editar ]
Existen numerosos formatos de dispositivos de grabación óptica directa a disco en el mercado, todos los cuales se basan en el uso de un láser para cambiar la reflectividad del medio de grabación digital con el fin de duplicar los efectos de los hoyos y terrenos creados cuando un disco óptico comercial se presiona. Los formatos como CD-R y DVD-R son " Escribir una vez, leer muchas " o escribir una vez, mientras que CD-RW y DVD-RW son regrabables, más como una unidad de disco duro de grabación magnética (HDD). Las tecnologías de los medios varían, M-DISC utiliza una técnica y un medio de grabación diferentes en comparación con los DVD-R y BD-R.
Escaneo de errores de superficie [ editar ]
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Los medios ópticos se pueden escanear de forma predictiva en busca de errores y deterioro de los medios mucho antes de que los datos se vuelvan ilegibles. [27]
Una tasa más alta de errores puede indicar medios deteriorados y / o de baja calidad, daño físico, una superficie sucia y / o medios escritos con una unidad óptica defectuosa. Esos errores pueden compensarse mediante la corrección de errores hasta cierto punto.
El software de escaneo de errores incluye Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (anteriormente "CD speed 2000" ) y DVD info Pro para Windows y QPxTool para multiplataforma .
La compatibilidad con la función de escaneo de errores varía según el fabricante y el modelo de la unidad óptica. [28]
Tipos de error [ editar ]
Hay diferentes tipos de medidas de error, incluidos los errores denominados "C1" , " C2 " y "CU" en los CD , y los " errores PI / PO (paridad interior / exterior)" y los más críticos "fallos PI / PO". en DVD . Las mediciones de error de grano más fino en CD compatibles con muy pocas unidades ópticas se denominan E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .
"CU" y "POF" representan errores incorregibles en los CD y DVD de datos respectivamente, por lo que se pierden datos y pueden ser el resultado de demasiados errores pequeños consecutivos. [29]
Debido a la corrección de errores más débil que se usa en los CD de audio ( estándar del Libro rojo ) y los CD de vídeo ( estándar del Libro blanco ), los errores C2 ya provocan la pérdida de datos. Sin embargo, incluso con errores C2, el daño es insoportable hasta cierto punto.
Los discos Blu-ray utilizan los llamados parámetros de error LDC ( códigos de larga distancia ) y BIS ( subcódigos de indicación de ráfaga ). Según el desarrollador del software Opti Drive Control , un disco puede considerarse saludable con una tasa de error LDC inferior a 13 y una tasa de error BIS inferior a 15. [30]
Fabricación de discos ópticos [ editar ]
Los discos ópticos se fabrican mediante replicación. Este proceso se puede utilizar con todos los tipos de discos. Los discos grabables tienen información vital pregrabada, como el fabricante, el tipo de disco, las velocidades máximas de lectura y escritura, etc. En la replicación, es necesaria una sala limpia con luz amarilla para proteger la fotorresistencia sensible a la luz y evitar que el polvo corrompa los datos en el desct.
Se utiliza un maestro de vidrio en la replicación. El maestro se coloca en una máquina que lo limpia al máximo con un cepillo giratorio y agua desionizada, preparándolo para el siguiente paso. En el siguiente paso, un analizador de superficie inspecciona la limpieza del maestro antes de aplicar el fotorresistente al maestro.
El fotorresistente se cuece luego en un horno para solidificarlo. Luego, en el proceso de exposición, el maestro se coloca en un plato giratorio donde un láser expone selectivamente la resistencia a la luz. Al mismo tiempo, se aplica un revelador y agua desionizada al disco para eliminar la capa protectora expuesta. Este proceso forma los hoyos y las tierras que representan los datos en el disco.
Luego se aplica una fina capa de metal al maestro, haciendo un negativo del maestro con los hoyos y las tierras en él. A continuación, se despega el negativo del master y se recubre con una fina capa de plástico. El plástico protege el revestimiento mientras que una prensa de perforación perfora un agujero en el centro del disco y perfora el exceso de material.
El negativo ahora es un estampador, una parte del molde que se utilizará para la reproducción. Se coloca en un lado del molde con el lado de datos que contiene los hoyos y las tierras hacia afuera. Esto se realiza dentro de una máquina de moldeo por inyección. A continuación, la máquina cierra el molde e inyecta policarbonato en la cavidad formada por las paredes del molde, que forma o moldea el disco con los datos en él.
El policarbonato fundido llena los hoyos o espacios entre las tierras del negativo, adquiriendo su forma al solidificarse. Este paso es algo similar a la presión de grabación .
El disco de policarbonato se enfría rápidamente y se retira rápidamente de la máquina, antes de formar otro disco. A continuación, el disco se metaliza y se cubre con una fina capa reflectante de aluminio. El aluminio llena el espacio que una vez ocupó el negativo.
Luego se aplica una capa de barniz para proteger el revestimiento de aluminio y proporcionar una superficie adecuada para la impresión. El barniz se aplica cerca del centro del disco y el disco se hace girar, distribuyendo uniformemente el barniz en la superficie del disco. El barniz se endurece con luz ultravioleta. A continuación, los discos se serigrafían o se les aplica una etiqueta. [31] [32] [33]
Los discos grabables añaden una capa de tinte y los discos regrabables añaden una capa de aleación de cambio de fase, que está protegida por capas dieléctricas superior e inferior (eléctricamente aislantes). Las capas pueden pulverizarse. La capa adicional se encuentra entre las ranuras y la capa reflectante del disco. Los surcos se hacen en discos grabables en lugar de los hoyos y terrenos tradicionales que se encuentran en los discos replicados, y los dos se pueden hacer en el mismo proceso de exposición. [34] [35] [36] [37] [38] En los DVD se realizan los mismos procesos que en los CD, pero en un disco más fino. Luego, el disco más delgado se une a un segundo disco, igualmente delgado pero en blanco, usando un adhesivo líquido curable por UV ópticamente transparente , formando un disco DVD. [39] [5] [40][41] Esto deja los datos en el medio del disco, lo cual es necesario para que los DVD alcancen su capacidad de almacenamiento. En los discos multicapa, se utilizan revestimientos semirreflectantes en lugar de reflectantes para todas las capas excepto la última capa, que es la más profunda y utiliza un revestimiento reflectante tradicional. [42] [43] [44]
Los DVD de doble capa se fabrican de forma ligeramente diferente. Después de la metalización (con una capa de metal más delgada para permitir que pase algo de luz), se aplican y curan previamente las resinas de transferencia de base y pozo en el centro del disco. Luego, el disco se vuelve a presionar con un estampador diferente y las resinas se curan completamente con luz ultravioleta antes de separarse del estampador. Luego, el disco recibe otra capa de metalización más gruesa y luego se une al disco en blanco con pegamento LOCA. Los discos DVD-R DL y DVD + R DL reciben una capa de tinte después del curado, pero antes de la metalización. Los discos CD-R, DVD-R y DVD + R reciben la capa de tinte después de presionar pero antes de la metalización. CD-RW, DVD-RW y DVD + RW reciben una capa de aleación de metal intercalada entre 2 capas dieléctricas. El HD-DVD se crea de la misma forma que el DVD. En medios grabables y regrabables,la mayor parte del estampador se compone de surcos, no de hoyos y tierras. Las ranuras contienen unfrecuencia de oscilación que se utiliza para localizar la posición del láser de lectura o escritura en el disco. En su lugar, los DVD utilizan prepits, con una oscilación de frecuencia constante. [35]
Blu-ray [ editar ]
Los discos Blu-ray HTL (tipo alto a bajo ) se fabrican de manera diferente. Primero, se usa una oblea de silicio en lugar de un patrón de vidrio. [45] La oblea se procesa de la misma manera que lo haría un maestro de vidrio.
Luego, la oblea se galvaniza para formar una estampadora de níquel de 300 micrones de espesor, que se despega de la oblea. La estampadora se monta en un molde dentro de una prensa o estampadora.
Los discos de policarbonato están moldeados de manera similar a los discos DVD y CD. Si los discos que se están produciendo son BD-R o BD-RE, el molde está equipado con un estampador que estampa un patrón de surco en los discos, en lugar de los hoyos y las tierras que se encuentran en los discos BD-ROM.
Después de enfriar, se aplica una capa de aleación de plata de 35 nanómetros de espesor al disco mediante pulverización catódica . [46] [47] [48] Luego, la segunda capa se hace aplicando resinas de transferencia de base y de hoyo al disco, y se curan previamente en su centro.
Después de la aplicación y el curado previo, el disco se prensa o se graba en relieve con un estampador y las resinas se curan inmediatamente con luz ultravioleta intensa, antes de que el disco se separe del estampador. El estampador contiene los datos que se transferirán al disco. Este proceso se conoce como estampado y es el paso que graba los datos en el disco, reemplazando el proceso de prensado utilizado en la primera capa, y también se utiliza para discos DVD multicapa.
Luego, se pulveriza una capa de aleación de plata de 30 nanómetros de espesor sobre el disco y el proceso se repite tantas veces como sea necesario. Cada repetición crea una nueva capa de datos. (Las resinas se aplican nuevamente, se curan previamente, se sellan (con datos o ranuras) y se curan, se pulveriza la aleación de plata y así sucesivamente)
Los discos BD-R y BD-RE reciben (mediante pulverización catódica) una aleación de metal (capa de grabación) (que se intercala entre dos capas dieléctricas, también pulverizadas, en BD-RE), antes de recibir la metalización de 30 nanómetros (aleación de plata, aluminio o oro) capa, que se pulveriza. Alternativamente, la aleación de plata se puede aplicar antes de aplicar la capa de grabación. Las aleaciones de plata se usan generalmente en Blu-rays y el aluminio se usa generalmente en CD y DVD. El oro se utiliza en algunos CD y DVD de "archivo", ya que es químicamente más inerte y resistente a la corrosión que el aluminio, que se corroe en óxido de aluminio , que se puede ver en la pudrición del disco.como parches o puntos transparentes en el disco, que evitan que el disco se lea, ya que la luz láser pasa a través del disco en lugar de reflejarse de nuevo en el conjunto de captación láser para ser leído. Normalmente, el aluminio no se corroe ya que tiene una fina capa de óxido que se forma al entrar en contacto con el oxígeno. En este caso puede corroerse debido a su delgadez.
Luego, la capa de cobertura de 98 micrones de espesor se aplica usando un adhesivo líquido ópticamente transparente curable por UV , y también se aplica y cura con luz ultravioleta una capa dura de 2 micrones de espesor (como Durabis ). En el último paso, se aplica una capa de barrera de nitruro de silicio de 10 nanómetros de espesor al lado de la etiqueta del disco para protegerlo de la humedad. [36] [46] [49] [50] [51] [52] Los Blu-ray tienen sus datos muy cerca de la superficie de lectura del disco, lo cual es necesario para que los Blu-rays alcancen su capacidad.
Los discos en grandes cantidades se pueden replicar o duplicar. En la replicación, el proceso explicado anteriormente se utiliza para hacer los discos, mientras que en la duplicación, los discos CD-R, DVD-R o BD-R se graban y finalizan para evitar grabaciones posteriores y permitir una compatibilidad más amplia. [53] (Consulte Creación de discos ópticos ). El equipo también es diferente: la replicación se lleva a cabo mediante maquinaria especialmente automatizada cuyo costo es de cientos de miles de dólares estadounidenses en el mercado usado, [54] mientras que la duplicación se puede automatizar (utilizando lo que se conoce como un autocargador [55] ] ) o hacerse a mano, y solo requiere una pequeña duplicadora de sobremesa. [56]
Especificaciones [ editar ]
| Generacion | Base | Max | |
|---|---|---|---|
| (Mbit / s) | (Mbit / s) | × | |
| 1º (CD) | 1,17 | 65,6 | 56 × |
| 2do (DVD) | 10,57 | 253,6 | 24 × |
| Tercero (BD) | 36 | 504 | 14 × [57] |
| 4to (AD) | ? | ? | 14 × |
| Designacion | Lados | Capas (total) | Diámetro | Capacidad | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (cm) | ( GB ) | |||||
| BD | SS SL | 1 | 1 | 8 | 7.8 | |
| BD | SS DL | 1 | 2 | 8 | 15,6 | |
| BD | SS SL | 1 | 1 | 12 | 25 | |
| BD | SS DL | 1 | 2 | 12 | 50 | |
| BD | SS TL | 1 | 3 | 12 | 100 | |
| BD | SS QL | 1 | 4 | 12 | 128 | |
| CD – ROM 74 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0,682 | |
| CD – ROM 80 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0,737 | |
| CD ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0,194 | |
| DDCD – ROM | SS SL | 1 | 1 | 12 | 1.364 | |
| DDCD – ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0.387 | |
| DVD – 1 | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – 2 | SS DL | 1 | 2 | 8 | 2,66 | |
| DVD – 3 | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,92 | |
| DVD – 4 | DS DL | 2 | 4 | 8 | 5.32 | |
| DVD – 5 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – 9 | SS DL | 1 | 2 | 12 | 8.54 | |
| DVD – 10 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | |
| DVD-14 | DS DL / SL | 2 | 3 | 12 | 13.24 | |
| DVD – 18 | DS DL | 2 | 4 | 12 | 17.08 | |
| DVD – R 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 3,95 | |
| DVD – R (2.0), + R, –RW, + RW | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,7 | |
| DVD-R, + R, –RW, + RW | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | |
| DVD – RAM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – RAM | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,65 | |
| DVD – RAM 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 2,58 | |
| DVD – RAM 2.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – RAM 1.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 5.16 | |
| DVD – RAM 2.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | |
Referencias [ editar ]
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Ver también [ editar ]
- Lista de fabricantes de discos ópticos
- Formato de disco universal (UDF)
- Protocolo de descripción de disco
Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con discos ópticos . |
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