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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA CDs: tecnologías y estándares. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Al leer periódicamente la prensa informática, comunicarse con personas relacionadas con la informática y estar interesado en la publicidad de esta última en medios impresos y televisivos, no es difícil notar los pasos agigantados con los que se está desarrollando esta rama de la tecnología. La imaginación queda atónita ante procesadores cada vez más avanzados, monitores de alta calidad, impresoras y, a menudo, productos fundamentalmente nuevos. Muchas de las capacidades de la informática provienen de sus periféricos. Este artículo describe uno de los tipos de periféricos: dispositivos de almacenamiento de información a largo plazo en CD ópticos. A lo largo de la relativamente corta historia de la informática, han cambiado muchos tipos de soportes en los que se puede almacenar información de forma indefinida: tarjetas y cintas perforadas de papel, cintas magnéticas, tambores, discos duros y flexibles de diversos tamaños y capacidades y, finalmente, imanes. discos ópticos y ópticos. Los fabricantes de accesorios de alta tecnología para computadoras hoy en día probablemente tengan muchas ideas prometedoras en esta área, pero por ahora los discos ópticos y magnetoópticos son cada vez más populares. En este artículo solo hablaremos de discos ópticos, que aparecieron hace bastante tiempo, pero que se mejoran constantemente y están ganando cada vez más popularidad. El nombre más común para los discos ópticos es “disco compacto” o CD-ROM (CD para abreviar). Un CD puede almacenar una gran cantidad de información en un pequeño volumen físico. No es de poca importancia la capacidad de leer repetidamente datos grabados sin desgastar el medio, lo que se debe a la ausencia de contacto mecánico del dispositivo de lectura con la superficie que contiene la información. A esto hay que sumar el coste relativamente bajo de los propios discos y de los dispositivos necesarios para trabajar con ellos. Estas ventajas no pueden dejar de atraer a cualquiera que tenga que almacenar grandes cantidades de datos con un riesgo mínimo de pérdida. Y cada vez hay más. Dondequiera que haya computadoras, seguramente habrá potentes programas, archivos y bases de datos, imágenes y sonidos convertidos en forma digital. Es conveniente guardar todo esto en un CD. PRINCIPIOS DE DISEÑO Y FUNCIONAMIENTO Un CD moderno es un disco de plástico con un diámetro de aproximadamente 120 y un espesor de aproximadamente 1 mm, que tiene un orificio con un diámetro de 15 mm en el centro. Alrededor del orificio hay una zona de unos 10 mm de ancho para sujetar el eje que hace girar el disco. Una cara del CD suele estar bellamente diseñada y contiene información breve sobre el contenido de las grabaciones. El otro brilla y reluce con todos los colores del arcoíris. Tiene otro anillo visualmente distinguible alrededor del área de sujeción, que está estampado con un número de serie en un código de barras u otro código, a menudo comprensible sólo para el fabricante del disco. La siguiente es el área de datos, que produce el efecto de arco iris cuando se ve con luz reflejada. En el borde exterior del CD se encuentra un anillo protector transparente de pequeño ancho [1]. Los CD más comunes tienen la estructura que se muestra en la Fig. 1. Se aplica una fina capa reflectante 1 de aluminio a una base 2 de plástico acrílico. El metal está cubierto con una película protectora transparente de policarbonato 3. Los datos se leen mediante un rayo láser 4. El proceso habitual de fabricación de un CD consta de varias etapas: preparación de los datos para la grabación, elaboración de un disco maestro (original) y matrices (negativos del disco maestro), replicación de CD.
La información se aplica a la superficie lisa de un disco maestro de aluminio con un rayo láser que, al cambiar la estructura del metal (en otras palabras, quemarlo), crea en él depresiones microscópicas. La alternancia de depresiones y áreas planas con diferentes reflejos representa los datos en la forma binaria habitual en los ordenadores. Tenga en cuenta que las dimensiones de las cavidades formadas por el rayo láser son muy pequeñas: varias docenas de ellas pueden caber en un segmento cuya longitud no exceda el grosor de un cabello humano [2]. Lo que sigue recuerda a la fabricación de discos de gramófono corrientes. Las copias negativas del disco maestro sirven como matrices para presionar depresiones portadoras de información en la superficie del propio CD, que quedan por recubrir con aluminio, aplicar una capa protectora y proporcionar las inscripciones necesarias. Vale la pena señalar que existen otras tecnologías de producción de CD, incluidas las regrabables y regrabables, algunas de las cuales se analizarán a continuación. INFORMACIÓN DE LECTURA Debajo del CD, insertado en la unidad con el lado brillante hacia abajo y asegurado en un eje giratorio, el dispositivo de lectura se mueve a lo largo de un radio mediante un servomotor (Fig. 2). Consiste en un láser semiconductor 1, un prisma de división del haz 2 con una lente 3 que enfoca el haz en la superficie del disco 4 y un fotodetector 5. La lente está equipada con unidades para ajustar con precisión la posición del haz en la pista de información. Está claro que para la lectura se utiliza un láser de potencia mucho menor que el utilizado para grabar depresiones en la superficie del disco maestro [3].
El prisma dirige el haz reflejado por la superficie de aluminio hacia el fotodetector. Si se refleja desde una isla brillante entre las depresiones, aparece una corriente eléctrica en el circuito del fotodetector, cuya presencia se interpreta como un 1 lógico. El haz que ingresa a la depresión se dispersa en su mayor parte, como resultado, la iluminación del fotodetector y la corriente generada por él disminuye: se registra un 0 lógico. La superficie sensible del fotodetector está dividida en cuatro sectores. Esto permite que el microprocesador que controla el accionamiento determine si el haz está colocado correctamente. Si el haz se desvía de la posición deseada (y esto, por regla general, ocurre debido a errores en la fabricación del CD y la unidad), la mancha que crea en la superficie del fotodetector también se desplazará, como resultado de lo cual sus sectores estarán iluminados de manera desigual. Comparando las corrientes generadas por cada elemento del receptor, el microprocesador genera comandos que corrigen la posición de la lente y, por tanto, el haz sobre la superficie de la capa reflectante. ESTRUCTURAS DE DATOS Como ya se mencionó, los datos se registran en un CD como una secuencia de muescas e intervalos entre ellos, formando una pista de información física. Exactamente uno, a diferencia del método habitual de grabación en discos magnéticos. Esta pista única es una espiral que comienza en el centro del disco y se desenrolla hacia su borde. En este sentido, un CD recuerda un poco a un disco de gramófono tradicional, diferenciándose de él por la dirección de la espiral y el método de lectura de datos sin contacto. La pista comienza con un área de servicio necesaria para sincronizar la unidad: el lector debe “saber” cuándo esperar la llegada de cada uno de los bits de información escritos. Una pista física se puede dividir en varias lógicas. El flujo continuo de bits leídos de un CD se divide en bytes de ocho bits, combinados lógicamente en sectores. Cada sector consta de 12 bytes de sincronización, cuatro bytes de un encabezado que contiene el número del sector e información sobre el tipo de registro que contiene, 2048 bytes del área de datos principal y 288 bytes de información adicional. Se utilizan varios tipos de sectores. El primero de ellos está destinado únicamente a la grabación de audio digital. El segundo es el principal para todos los CD. Su encabezado se amplía a 12 bytes debido al área de información adicional. El resto de esta área está ocupada por un código para detectar errores de lectura de datos (cuatro bytes) y dos códigos que permiten corregirlos: paridad P (172 bytes) y paridad Q (104 bytes). En los sectores del tercer tipo se pone a disposición del usuario un área de información adicional. Por tanto, cada uno de ellos puede contener hasta 2336 bytes de datos, pero sin la posibilidad de controlar la exactitud de la lectura y la corrección de errores. Cada pista lógica consta de sectores de un solo tipo [4]. Los primeros sectores de un CD contienen su contenido (Tabla de contenido de volúmenes, VTOC), algo así como una tabla de asignación de archivos (FAT) en discos magnéticos. En general, el formato básico de CD según el estándar HSG (ver más abajo) recuerda en muchos aspectos al formato de un disquete, en cuya pista cero no solo se indican sus parámetros principales (número de pistas, sectores, etc. .), pero también se almacena información sobre la ubicación de los datos (directorios y archivos). El área del sistema contiene directorios con punteros o direcciones de áreas donde se almacenan los datos. Una diferencia significativa con un disquete es que el directorio raíz de un CD contiene direcciones directas de archivos ubicados en subdirectorios, lo que facilita enormemente su búsqueda. La clásica velocidad de lectura de datos "única", a la que sólo funcionan los reproductores de discos de audio en la actualidad, es de 175 KB/s o aproximadamente 75 sectores por segundo. Cada pista lógica que contiene 300 sectores se reproduce a esta velocidad en 4 s. El CD completo, si consta únicamente de sectores de tipo 663,5, contiene XNUMX MB de datos. Las computadoras utilizan unidades de CD que proporcionan velocidades de lectura de datos mucho más rápidas al aumentar la velocidad del eje y cambiar en consecuencia una serie de otras características técnicas. Hoy en día son habituales los accionamientos con aumentos de velocidad de ocho y doce veces. Pero también hay aquellos en los que es 12 e incluso 16 veces mayor que el “simple”. ESTÁNDARES DE CD Los CD de música ópticos reemplazaron a los CD de vinilo grabados mecánicamente en 1982, casi simultáneamente con la llegada de las primeras computadoras personales IBM. Este fue el resultado de la cooperación entre dos gigantes de la industria electrónica: la empresa japonesa Sony y la holandesa Philips. La historia de la elección de la capacidad del CD es interesante. El director general de Sony, Akio Morita, decidió que los nuevos productos debían satisfacer las necesidades de los amantes de la música clásica. Después de realizar una encuesta, resultó que la obra clásica más popular en Japón, la novena sinfonía de Beethoven, dura unos 73 minutos. Al parecer, si a los japoneses les hubieran gustado más las sinfonías cortas de Haydn o las óperas de Wagner, interpretadas íntegramente en dos noches, el desarrollo del CD podría haber tomado un camino diferente. Pero el hecho sigue siendo un hecho. Se decidió que el CD tendría una duración de 74 minutos y 33 segundos. Así nació la norma conocida como Libro Rojo. No todos los amantes de la música quedaron satisfechos con el tiempo de reproducción elegido, pero en comparación con los 45 minutos de los discos de vinilo de corta duración, esto fue un importante paso adelante. Cuando se convirtieron 74 minutos de música en capacidad de información, el resultado fue de unos 640 MB [2]. Las dos empresas mencionadas anteriormente también desempeñaron un papel destacado en el desarrollo del primer estándar de CD digital, el llamado “Libro Amarillo”. Los discos creados sobre esta base, capaces de almacenar, además de datos de audio, también datos de texto y gráficos, se denominaron CD-DA (CD-Digital Audio). El encabezado del CD-DA contiene información que le permite determinar el tipo de datos grabados. La norma, sin embargo, no regulaba los formatos de grabación de archivos y lógicos. Su elección quedó enteramente en manos de las empresas fabricantes. Como resultado, un CD que cumplía con los requisitos del Libro Amarillo a menudo sólo podía leerse en el dispositivo del modelo para el que estaba destinado. Esta situación, especialmente en relación con el gran éxito comercial del CD, por supuesto, no pudo satisfacer a nadie. En aras de los intereses comunes, era urgente llegar a un compromiso. El segundo estándar de facto para los CD digitales fue HSG o simplemente High Sierra. Observemos un detalle interesante: lleva el nombre de un hotel y casino de una de las localidades de California, donde se reunían los principales fabricantes de CD para discutir sus problemas. Este documento era de carácter consultivo y se propuso garantizar al menos cierta compatibilidad. Definió formatos de archivos lógicos y de CD. Desafortunadamente, nunca se encontró un color adecuado para un libro con el estándar HSG. Sin embargo, resultó tan atractivo que las principales disposiciones de la norma internacional ISO 9660, adoptada un poco más tarde, coincidieron con HSG. ISO 9660 describe el sistema de archivos del CD-ROM. Según el estándar de primer nivel, se parece a un sistema MS DOS similar: los nombres de archivos pueden contener hasta ocho caracteres y tener una extensión de tres caracteres separados por un punto. Los caracteres especiales están prohibidos en los nombres (por ejemplo, "~", "-", "=", "+"), solo se utilizan letras latinas mayúsculas, números y guiones bajos. Cada archivo cuenta con un número de versión, que está separado de la extensión por el símbolo ";". Los nombres de los directorios no pueden tener extensiones. Se permite anidar hasta ocho directorios. El estándar ISO 9660 nivel 32 permite nombres de archivos de hasta XNUMX caracteres, sujetos a las restricciones descritas anteriormente. Los CD creados según este estándar no son adecuados para su uso en varios sistemas operativos, incluido MS DOS. Antes de continuar con los estándares de CD, veamos el concepto de sesión de grabación. La mayoría de los CD se clasifican como de sesión única, ya que en ellos se registran todos los datos en un ciclo tecnológico o sesión de grabación. Sin embargo, después de que se desarrollaron tecnologías apropiadas y discos especiales, fue posible realizar sesiones de grabación adicionales, agregando nuevas porciones de datos a las existentes. Los CD multisesión incluyen formatos de CD PhotoCD y CD-ROM XA (arquitectura extendida). Eastman Kodak propuso la tecnología PhotoCD como medio para crear y visualizar fotografías digitales. Las imágenes de cualquier diapositiva y negativo de 35 mm se pueden grabar digitalmente en un disco especial, una por una. Pero para leer completamente la información, necesita una unidad compatible con PhotoCD. Un usuario normal que cumpla con HSG o ISO 9660 solo podrá leer la grabación realizada en la primera sesión, ya que el VTOC al comienzo de la pista de información solo contiene información sobre eso. El estándar CD-ROM XA es compatible con High Sierra e ISO 9660. Sin embargo, contiene muchas más capacidades. En primer lugar, permite la grabación de sesiones múltiples. En segundo lugar, puede almacenar datos gráficos, de texto y de sonido en el mismo disco, y los gráficos pueden incluir tanto imágenes fijas como animaciones y películas en movimiento. La característica principal del CD-ROM XA es el llamado entrelazado de bloques de información heterogénea. Por ejemplo, al primer fotograma de vídeo le puede seguir su audio, después del cual se sitúa el siguiente fotograma, etc. Esto favorece la reproducción sincrónica de sonido e imagen y reduce significativamente el volumen requerido del buffer intermedio en comparación con el requerido con la disposición habitual. de datos en el disco. Otra característica del estándar XA es la compresión de datos de audio, que permite grabar información de audio que dura varias horas (en lugar de los 74 minutos habituales) en un disco. Aunque los algoritmos de compresión para una amplia variedad de datos se utilizan activamente en muchas áreas de la informática, esta ventaja del CD-ROM XA aún no se utiliza ampliamente. Otro intento de Sony y Philips de regular exhaustivamente no sólo los formatos lógicos y de archivos, sino también el contenido de los propios archivos en los CD digitales, dio lugar a un estándar conocido como Libro Verde. En realidad, esta es una versión extendida del estándar CD-ROM XA. Las unidades compatibles con Green Book pueden leer CD-DA, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I y Kodak PhotoCD [2]. El formato CD-I (Interactivo), mencionado aquí por primera vez, merece una descripción. Los dispositivos de audio y vídeo en tiempo real con capacidades avanzadas de procesamiento de texto y gráficos se consideran fuentes de información interactiva para CD-I. Se espera que los programas informáticos se utilicen ampliamente para procesar todo tipo de datos. En relación con la información y las tareas del sistema en formato CD-I, se determinan los posibles tipos de datos y los métodos para codificarlos, así como la organización de los medios necesarios para soportar los sistemas de discos. Desde un punto de vista técnico, el formato CD-I se basa en la tecnología CD-ROM, pero para el consumidor se acerca al CD-DA. En un disco puede combinar pistas de grabaciones CD-DA y CD-I, y utilizar equipos de decodificación CD-DA en sistemas CD-I. Los discos en formato CD-I se utilizan con mayor frecuencia en los campos de la educación (educación a distancia y autoaprendizaje utilizando libros de referencia, álbumes, libros “parlantes”), entretenimiento (música con texto, notas, imágenes, juegos), actividades de ocio (dibujo). y dibujo, creación de películas, animación en tiempo real, escritura de poesía), turismo (mapas, dispositivos de navegación, información sobre atracciones), diagnóstico de enfermedades y muchos otros. La última norma de CD actualmente en vigor está contenida en el Libro Naranja. En su primera parte hablamos de los dispositivos de almacenamiento magnetoópticos (CD-MO), que permiten borrar y reescribir información. La segunda parte está dedicada a las unidades de tipo WORM (Write Once Read Many) y CD-R (Grabable). Los datos solo se pueden agregar a estos dispositivos. No es posible borrar una grabación existente. Casi todas las unidades de CD que se venden actualmente cumplen los requisitos de la segunda parte del "Libro Naranja": pueden leer CD de todos los formatos descritos, incluidos los grabables. Los estándares discutidos se aplican a los CD adecuados para su uso en computadoras personales compatibles con IBM. Por supuesto, existen formatos diseñados para otros sistemas, por ejemplo, Macintosh HFS para ordenadores Apple Macintosh, pero no los tocaremos. En la primera parte del artículo, se consideraron casi todos los formatos populares para almacenar datos en CD-ROM. Una de sus características es la diferencia en la estructura del sistema de archivos del CD con respecto al adoptado en MS DOS. Por tanto, para acceder a los datos grabados, es necesario convertir su formato. Para resolver este problema, Microsoft ha lanzado un controlador de software especial llamado Microsoft CD Extensions (MSCDEX.EXE). Es muy común y se incluye con MS DOS y casi todas las unidades de CD-ROM. Cuando se utiliza MSCDEX.EXE, el sistema operativo trata el CD como si fuera un disco magnético normal (excepto que los datos sólo se pueden leer). Para cargar el controlador, el archivo AUTOEXEC.BAT debe contener un comando (escrito en una línea) MSCDEX /D: nombre [/D: nombre2...] [/E] [/K] [/S] [/V] [/L:letra] [/M:número] Sus parámetros (opcional - entre corchetes) especifican lo siguiente: /D:nombre [/D:nombre2...] - nombres de las unidades de CD - ROM instaladas en la computadora. Deben coincidir con los especificados en parámetros similares de los comandos en el archivo CONFIG.SYS que inicia estas unidades. El nombre predeterminado es MSCD001. /E: permite colocar los buffers del sector del disco en la memoria extendida, si está disponible. /K: MS DOS puede leer CD utilizando la codificación del alfabeto kanji japonés. /S: permite el acceso al CD-ROM desde la red informática local. /V: durante el inicio, MSCDEX mostrará estadísticas en la pantalla. /L:letra: esta letra designará la unidad lógica correspondiente a la unidad de CD-ROM. Si no se especifica, el conductor utiliza el primero libre. Por ejemplo, en un sistema que ya tiene las unidades A, B y C, de forma predeterminada el CD-ROM se convertirá en la unidad D y, si el parámetro /L:H está presente, en la unidad H. Si hay más de una unidad de CD , el resto recibirá las siguientes cartas desocupadas. /M:número: este es el número de búferes de sector de CD que creará el controlador. Puede haber de dos a 30 (el valor predeterminado es 10) y cada uno ocupará aproximadamente 2 KB de memoria. Cuantos más buffers, mayor será el rendimiento del sistema. MSCDEX.EXE debe usarse junto con los controladores de la unidad de CD - ROM, descritos como dispositivos (DISPOSITIVO) en el archivo CONFIG.SYS. Estos drivers están especializados para cada modelo de variador, se suministran con ellos y además tienen varios parámetros. Lamentablemente, no es posible enumerar todas las opciones [2]. INTERFACES La interfaz conecta la unidad de CD-ROM y la computadora. Son sus características las que determinan la velocidad de interacción entre estos dispositivos. Cada nuevo tipo de disco y unidad que aparece en el mercado debe tener una interfaz que permita transferir grandes cantidades de datos sin demora y con una carga mínima de CPU. Muy a menudo, los fabricantes suministran una unidad de CD-ROM junto con un controlador que implementa la llamada interfaz patentada. A menudo se encuentra en la tarjeta de sonido, a la que está conectado un CD-ROM adquirido como parte de un conjunto multimedia. Normalmente se trata de una implementación simplificada de uno de los estándares que se analizan a continuación. Muy raramente (debido a la baja velocidad de transferencia de datos) se utiliza la comunicación a través de un puerto paralelo destinado a una impresora. Por lo general, se le conectan algunos modelos de discos externos, ya que esto no requiere abrir la computadora. El puerto suele estar configurado para funcionar en uno de los modos avanzados: EPP (puerto paralelo mejorado) o ECP (puerto de capacidades extendidas). Para conectar CD-ROM a ordenadores portátiles, se suele utilizar su interfaz a convertidores paralelos. Muchas unidades de CD - ROM están equipadas con una interfaz IDE (también conocida como AT - Bus, ATA), que es común para los discos magnéticos duros (discos duros). Su peculiaridad es la implementación de las funciones del controlador en el propio disco, lo que hace que la conexión a una computadora sea bastante sencilla. Hace varios años, Western Digital desarrolló el estándar EIDE: IDE mejorado, que contó con el respaldo de otras cinco empresas líderes. Le permite instalar hasta cuatro discos duros, unidades de CD-ROM o unidades de cinta en su computadora. La interfaz SCSI (pronunciada "skazi") es popular. Se utiliza para conectar muchos dispositivos periféricos que requieren altas velocidades de transferencia de datos. La velocidad habitual para esta interfaz es de 2...4 MB/s. Físicamente, el bus SCSI es un cable plano con conectores de 50 pines. Puede conectarle hasta ocho dispositivos periféricos. El estándar proporciona dos métodos para transmitir señales a través del bus: modo común y diferencial. Este último se caracteriza por una mayor inmunidad al ruido y permite aumentar su longitud. Para garantizar una transmisión de señal sin distorsiones, se deben conectar cargas adaptadas a las líneas de bus en ambos lados (un conjunto de resistencias diseñadas para este propósito a menudo se denomina terminador). En SCSI versión 2, el rendimiento aumenta al aumentar la frecuencia del reloj y reducir los parámetros críticos de temporización del bus mediante el uso de los últimos circuitos integrados y cables de alta calidad. Existen versiones mejoradas de esta interfaz: “rápida” y “ancha” (Wide). Este último proporciona 24 líneas de comunicación adicionales y los dispositivos están conectados mediante otro cable (68 hilos). Para las unidades de CD-ROM, prácticamente no se utiliza SCSI-2 "ancho" [5]. La interfaz de software del adaptador SCSI principal (host) instalado en una computadora está definida por el estándar ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), desarrollado por Adaptec, un fabricante líder de dichos dispositivos. Los módulos de software de este estándar encajan entre sí con bastante facilidad. El principal es el administrador de host. Los controladores de dispositivos están asociados con él. Si se suministra un controlador compatible con ASPI con una unidad de CD-ROM que tenga una interfaz SCSI, funcionará con todos los adaptadores de host (tarjetas de interfaz) fabricados por Adaptec y la mayoría de las otras empresas. CD GRABABLE Ya hemos dicho más de una vez que la tecnología se está desarrollando muy rápidamente y lo que ayer era nuevo, hoy es algo familiar y mañana es un arcaísmo irremediable. Veamos algunas áreas prometedoras para el desarrollo de CD. Los CD grabables, que ya son populares hoy en día, siguen generalizándose. No están destinados a la replicación masiva de programas y otra información, sino a registros únicos o a realizar una pequeña cantidad de copias. CD-R (Grabable) cumple plenamente con los requisitos de la segunda parte del Libro Naranja. La mayoría de los dispositivos de grabación admiten el modo multisesión. La estructura de CD-R se muestra en la Fig. 3. Consta de varias capas: policarbonato de carga 1, orgánica 2, en la que el rayo láser “quema” la información, reflectante (oro) 3 y protectora 4 de barniz resistente a las influencias externas, sobre la que se coloca la etiqueta. impreso [6].
Se utilizan varios tipos de capa orgánica fundamentalmente diferentes. Está fabricado a partir de materiales de una composición química muy compleja. Durante la grabación de CD-R, pequeñas áreas 5 de la capa orgánica, bajo la influencia de un potente rayo láser enfocado, se calientan y cambian las propiedades ópticas (comienzan a dispersar la luz). En las zonas que no se calientan, la capa permanece transparente y, mientras lee los datos, transmite la luz láser 6. Esta última llega a la capa reflectante dorada y, al regresar, incide en el prisma divisor del haz y luego en el sensor sensible a la luz. El coeficiente de reflexión de la luz del oro, mayor que el del aluminio, compensa la pérdida de energía del haz de lectura en la capa orgánica. Aunque los métodos para grabar información en CD normales y regrabables son diferentes, el resultado es el mismo: una secuencia de áreas reflectantes y no reflectantes que puede leerse en cualquier unidad de CD-ROM. Cabe señalar que el CD-R tiene algunas ventajas sobre los discos WORM similares, que tienen una gran capacidad (de doble cara, hasta 1,2 GB), pero que debido a su elevado coste no se utilizan mucho [4]. NUEVO ESTÁNDAR: TECNOLOGÍA DVD El último tipo de disco óptico que cubriremos en este artículo es el DVD. Hoy en día, este es el estándar más nuevo y prometedor. Así como los CD reemplazaron lentamente a los LP de vinilo, los DVD reemplazarán gradualmente a los CD-ROM en el futuro [6]. Inicialmente, la abreviatura DVD se descifró como Digital Video Disk, luego Digital Versatile Disk y hoy no está descifrada en absoluto. Esta tecnología ha estado en desarrollo durante mucho tiempo, pero finalmente ha llegado al punto en el que seguirá una adopción generalizada. En particular, en la mayor exposición informática rusa, Comtek'98, se demostraron varios discos de vídeo fabricados con tecnología DVD [7].
Externamente, un DVD se parece a un CD normal, pero puede almacenar siete veces más información (4,7 GB). Este valor es específico de un disco de una sola cara y una sola capa (SLSS). La capacidad de información de una cara de doble capa (DLSS) es de 8,5 GB, de una cara de una capa (SLDS) de 9,4 GB y de una cara de doble capa (DLDS) es de aproximadamente 17 GB, es decir, 26 veces más que un CD-ROM moderno. El disco DLDS (Fig. 4) consta de dos sustratos pegados 1, cada uno de 0,6 mm de espesor, sobre los cuales se aplican capas informativas y protectoras de varios micrómetros de espesor. Para leer datos de cada una de las capas de información, el rayo láser 4 se enfoca en una de ellas: la capa superficial translúcida 2 o la capa profunda reflectante 3. El diodo láser del dispositivo lector no opera en el rango infrarrojo característico de los CD. (longitud de onda 780 nm), pero emite luz roja con ondas de longitud de onda de 650 y 635 nm, lo que permitió reducir el tamaño del hoyo (el área ocupada en la superficie de trabajo del disco por una unidad de información) en casi la mitad y, en consecuencia, reducir la distancia entre las pistas de grabación. Las crecientes exigencias en cuanto a precisión de enfoque obligaron al uso de lentes con mayor apertura. La alta densidad de registro requirió una codificación de datos resistente a errores (EFM Plus 8/16) y el uso de un sistema confiable para corregir errores de lectura (códigos Reed-Solomon) [8]. Hay cinco subestándares de DVD (libros): A - DVD - ROM, B - DVD - Vídeo, C - DVD - Audio, D - DVD - WO, E - DVD - RAM. No es difícil adivinar el contenido de cada uno de los libros. Los DVD-ROM reemplazarán los CD digitales de computadora que utilizamos hoy. La grabación de DVD-Vídeo de imágenes en movimiento en formato de pantalla completa sustituirá inevitablemente a las videocasetes domésticas con cinta magnética. DVD - Audio - reemplazo de los CD de audio actuales. Los DVD - WO (Write Once) son similares a los CD - R grabables. Se depositan grandes esperanzas en el DVD - RAM tecnológicamente más sofisticado. En un futuro lejano (o no tan) sustituirán al CD - RW (Rewritable - regrabable) o al CD - E (Erasable), cuyos prototipos apenas empiezan a aparecer en el mercado. Se prevé que cada uno de los subestándares enumerados tenga las perspectivas más prometedoras. Pero sólo podrás apreciar verdaderamente sus méritos después de verlos en acción. Por ahora, los consumidores deberían quedar impresionados por los volúmenes de información contenidos en los DVD. Literatura
Autores: A. Denisenko, A. Balabanov, Nizhny Novgorod
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