Sistemas Principales de Almacenamiento Optico

Almacenamiento y Recuperación de Información en Compact
Discs
El almacenamiento por medio de dispositivos ópticos, empezó por ahí de los
setentas, cuando se desarrollaron los no muy conocidos LaserDisc (LD), los cuales
fueron mayormente utilizados para la presentación de películas.
Durante su desarrollo, el formato de estos discos fue conocido como Reflective
Optical Videodisc System (ROVS), hasta que MCA (Music Corporation of America),
quienes tenían la patente de éstos, lo renombraron Disco-Vision en 1969. En 1978
fueron comercializados por primera vez, quedándose como nombre oficial para el
formato de éstos, DiscoVision sin el guión. La venta de los reproductores de estos
discos, se inicio el 15 de Diciembre de 1978, en la ciudad de Atlanta, Georgia. Durante
este periodo, MCA tenía los derechos de la mayoría de las películas existentes en ese
entonces, sin embargo Pioneer Electronics también había lanzado su propio formato, el
cual era cnocido como Laser VideoDisc. Para 1981 los LaserDisc se volvieron mucho
más populares y se comercializaron a mayores volúmenes, lo que causo la salida de los
DiscoVisión y el renombramiento de los mismos a MCA-Universal LaserDisc.
LaserDisc al lado de un DVD
La tecnología de los LaserDisc, fue inventada por David Paul Gregg en 1958, y
patentada en 1961 y 1969. Años más tarde, Phillips y Sony decidieron unirse y crearon
un grupo de ingenieros los cuales se iban a dedicar exclusivamente al desarrollo de un
disco de audio, basándose en la tecnología de los LaserDisc; esto para poder sustituir a
los disco de acetato los cuales eran estorbosos. Para 1980 después de 1 año de
experimentos y discusiones, crearon el estándar de los Compact Disc, conocido como
“Red Book”. Se puede decir que Phillips fue el que desarrollo el sistema de
manufactura de éstos, como también desarrollaron el sistema EFM (Eight-to-Fourteen
Modulation), el cual ofrecía mayor espacio para almacenamiento y mayor resistencia a
las ralladuras u otros daños comunes. Sony aporto algo muy importante, que fue el
Error-Corretion Method (CIRC). En conclusión los Compact Disc fueron creados por
un largo grupo de ingenieros trabajando juntos.
Para 1982, fueron comercializados en Asia, los primeros Compact Disc, los
cuales eran de música exclusivamente y lograron una revolución tan impresionante de la
tecnología de audio, que hasta fue conocida como el “Big Bang” del audio digital. Fue
tanto el éxito de estos discos que se empezaron a crear discos para diferentes
aplicaciones. Fue así que para 1985 se introdujeron al mercado los CD-ROM los cuales
ya no eran solo de música, si no también podían contener archivos o programas digitales.
En los noventas, se desarrollaron los CD-R y los CD-RW, los cuales permitieron el
almacenamiento de tu propia información.
CD-ROM
(Compact Disc Read Only Memory)
Su invención y comercialización se debe a las compañías Sony y Phillips, las
cuales, comenzaron con la estandarización los lectores de audio en discos compactos
(CD-ROM).
Está hecho de sustrato de policarbonato plástico, cuya superficie está compuesta
por series de orificios. Los orificios varían en longitud con el fin de codificar la
información. Para leer los datos, una delgada película reflectora es revestida sobre la
superficie del sustrato. Cuando la luz es enfocada hacia el orificio, éste es dispersado
por las orillas del mismo. La luz reflejada desde el suelo entre los orificios es poco
dispersa, por ello una señal más fuerte puede ser recibida por un sistema detector. Las
altas y bajas señales de reflexión entonces, permiten la codificación digital para leer.
Los CD-ROM so creados por medio de estampado, quiere decir que los discos
son fabricados con maquinaria especializada que le pega al plástico del disco una
cubierta metálica la cual viene en forma de estampa. Una vez que el CD-ROM ha sido
fabricado, los datos no pueden ser alterados, y es por esto que es llamado read-onlymemory (memoria de sólo lectura).
WORM
(Write Once Read Many)
Tiene una especial capa reflectora la cual puede ser derretida por el laser para
formar un orificio. El laser opera en modo de alto poder para derretir la capa. La
diferencia reflexiva entre la capa reflectora y el orificio, puede ser usada para leer los
datos en forma similar al CD-ROM.
A diferencia del CD-ROM, los datos pueden ser escritos en el disco por el
operador de la computadora. Sin embargo, ésta información no puede ser rescrita ni
borrada.
En síntesis, la tecnología WORM, es lo que se conoce como los CD-R, o discos
que pueden ser escritos desde un computador, conteniendo audio o datos. Lo que
diferencia a estos discos de los CD-ROM, es que llegan libres de información al usuario,
para que sea éste, con ayuda de una unidad lector/escritor de CD quien decida la
información que contendrá. Su capacidad es similar a la de los CD-ROM, variando
desde los 650MB o 74 minutos de audio, hasta los 870MB o casi 100 minutos de audio.
Los WORM fueron conocidos al principio como WO (Write Once)
WREM
(Writable Read Erasable Memory)
Este tipo de memoria es también llamada borrable y rescribible. En esta
memoria se puede escribir, borrar, rescribir y borrar tanto como se desee (1000 veces es
el promedio).
Además de la capa reflectora hay otras tres capas depositadas sobre el sustrato.
La capa magnética puede ser magnetizada por un pequeño campo vertical magnético
externo cuando la luz la calienta a cierta temperatura crítica. A esta temperatura crítica
las propiedades magnéticas son tan débiles que la capa puede ser fácilmente
magnetizada o remagnetizada y las flechas en el siguiente diagrama indican la dirección
típica de magnetización en diferentes partes de la película.
Así como el WORM, hay dos tipos de laser: el de alto poder es para escribir o
borrar. El de bajo poder es para leer.
CD-ROM
Substrate
Reflective Layer
WORM
Substrate
Reflective Layer
WREM
Substrate
Magneto-optic
Layer
Reflective layer
Lectura con Láser
Los diferentes tipos de Compact Disc, son reproducidos o leídos por los
conocidos como CD-ROM Drives, y grabados con los CD-Recorders. El CD-ROM
Drive es un dispositivo que cuando se trata de computadoras va conectado directamente
a la tarjeta madre por medio de un cable IDE o SCSI. Estos al revolucionar el CD van
siguiendo el espiral de datos contenidos en éste, para ir obteniendo la información
contenida en el mismo. Los CD-ROM Drives pueden revolucionar el disco hasta 35000
rpm, podrían ser revolucionados mucho más, sin embargo el policarbonato no resiste
tanta velocidad por lo a mayor velocidad se rompería.
La velocidad a la que es girado el disco no se mide por medio de rpm, si no que
se mide por catidad de datos recuperados o almacenados por segundo. La medida base
de velocidad es 1x la cual significa que se obtienen 150 kilobytes por segundo, por lo
que mientras más grande sea la multiplicación mas rápida es la lectura o la escritura. Por
ejemplo un CD-ROM Drive que pudiese revolucionar un disco a 52x) (30000 rpm),
obtendría o grabaría 7800 kilobytes por segundo(7.618 mega bytes por segundo).
Los CD-Recordable Drives son vendidos con 3 diferentes velocidades, 52x36x52x, las
cuales son:
Primera: Velocidad de Lectura.
Segunda: Velocidad de escritura en CD-RW.
Tercera: Velocidad de almacenamiento en CD-R.
Los CD-ROM Drive contienen un láser el cual lee, orificios localizados en el
disco, los cuales son invisible para nuestra vista, pero sin duda alguna existen sobre la
etiqueta del disco. El orificio donde el láser penetra, es aproximadamente 0.5µm de
ancho, mientras que la longitud varía desde 0.8µm hasta 3.6µm, dependiendo del
número de ceros y unos que son representados por la longitud. De manera similar, la
longitud del “suelo” entre los orificios a lo largo de una pista va desde 0.8µm hasta
3.6µm, dependiendo del número de unos y ceros requerido. El espacio de pista a pista es
de 1.6µm.
Los orificios y suelos son ambos leídos por un láser. El láser es enfocado sobre
un orificio o suelo a través del sustrato de polycarbonato. La superficie de información
es revestida con una película reflectora y esta película es cubierta con una delgada capa
protectora para prevenir que sea rayada. El rayo láser es enfocado sobre un orificio, y
una luz sale desde las orillas del orificio. Esta luz, reduce la reflexión y la fuerza de la
señal. Cuando el láser es enfocado sobre el suelo, sin embargo, la cada reflectora se
encarga de aumentar su poder, así es como orificio y suelo pueden ser diferenciados
fácilmente.
Existen diferentes formato para el almacenamiento de datos en un CD-ROM,
estos son conocidos como Rainbow Books. Los Rainbow Books incluyen entre estos el
Green Book, Red Book (el formato de música), White Book y Yellow Book. ISO 9660
define el estándar del sistema de archivos del CD, aunque sera sustituido por el ISO
13490. El formato UDF es el usado por los CD-R y los CD-RW que tienden a ser
extendidos y re-escritos. El sistema de BOOT o arranque, que es lo que distingue al CD
del Diskette y del Disco Duro, se le conoce como El Torito.
En conclusión, el CD es un dispositivo de almacenamiento óptico muy eficiente
y presente hoy en día, sin embargo las nuevas tecnologías de almacenamiento de
información digital como el DVD y Blu-Ray, irán desplazando a los Compact Disc tal y
como éstos hicieron con los dispositivos de almacenamiento magnético (cintas o
diskettes).
Referencias
Williams, E.W.. The CD-ROM and optical disc recording systems. Oxford.
USA:1996
C. Pohlmann, Ken.The Computer Music and Digital Audio Series. A-R Editions. USA:
1992
Parker, Dana J, The CD-Recordable Handbook. Cybarage Books, 1996.
Parker, Dana J & E.W Williams, The Primary CD-Concepts. Oxford, 1997.
"Write Once Read Many." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 10 Dec 2005, 12:38 UTC.
18 Jan 2006, 17:17
<http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Write_Once_Read_Many&oldid=30817409
>.
CD-R." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 15 Jan 2006, 22:42 UTC. 18 Jan 2006,
22:03 <http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CD-R&oldid=35323297>.
"CD-RW." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 17 Jan 2006, 22:48 UTC. 18 Jan 2006,
22:06 <http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CD-RW&oldid=35600603>.