Disco óptico

Disco óptico
Un disco óptico es un medio de almacenamiento de datos de
tipo óptico, que consiste en un disco circular en el cual la
información se codifica, guarda y almacena haciendo unos
surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas
que lo componen.
Como todas las formas de los medios de almacenamiento, los
discos ópticos se basan en la tecnología digital. Cualquier tipo
o morfología de la información (texto, imagen, audio, vídeo,
etc.) puede ser codificada en formato digital y almacenada en
este tipo de soportes.1
Lente de un lector de compact disc
Una unidad de disco óptico usa rayos láser en lugar de imanes
para leer y escribir la información en la superficie del disco.
Aunque no son tan rápidos como los discos duros, los discos
ópticos tienen mucho espacio para almacenar datos, son menos
sensibles a las fluctuaciones ambientales y proporcionan mayor almacenamiento a un costo menor. Su
primera aplicación comercial masiva fue el CD de música, que data de comienzos de la década de
1980. Los discos ópticos varían su capacidad de almacenamiento, aunque hay de muchos tipos, los más
habituales son: CD de 700 MB, DVD de 4,7 GB y Blu-ray de 25 GB en una sola capa. Tanto los
discos ópticos como las unidades de discos ópticos, pueden ser de solo lectura o de lectura y escritura.1
Disco óptico
El disco óptico admite datos tanto de tipo analógico como digital. Los estándares de almacenamiento
ópticos son regulados por la Optical Storage Technology Association.
Índice
Generalidades
La superficie inferior de un disco
compacto (CD-R de 12 cm, que muestra
su iridescencia característica
Historia
Primera generación
Segunda generación
Tercera generación
Proyectos Cancelados
Visión general de los tipos de discos ópticos
Especificaciones
Tecnologías de grabación de discos ópticos
Referencias
Véase también
Enlaces externos
Generalidades
En el campo de la informática, y la reproducción de sonido y de video, un disco óptico es un
disco circular en el cual la información se codifica, se guarda y se almacena, haciendo unos
surcos (pits) microscópicos con un láser sobre una de las superficies planas que lo componen,
que suele ser de aluminio. El material de codificación se sitúa por encima de un sustrato de
mayor grosor, generalmente de policarbonato, que constituye la mayor parte del disco. El patrón
de codificación sigue un recorrido en espiral continuo que cubre la superficie del disco entera,
extendiéndose desde la pista más interna hasta la más externa. El acceso a los datos, lectura, se
realiza cuando esta superficie es iluminada con un haz de láser generado por un diodo láser
dentro de la unidad de disco óptico la cual hace girar el disco a velocidades alrededor de 200
Comparación de varios medios de almacenamiento
RPM a 4000 RPM o más, dependiendo del tipo de unidad, el formato de disco, y la distancia
óptico
desde el cabezal de lectura hasta el centro del disco, las pistas internas son leídas a una
velocidad mayor. Los surcos en la superficie modifican el comportamiento del haz de láser
reflejado y nos dan la información que contiene el disco. De ahí que la mayoría de los discos ópticos, excepto los discos negros de la videoconsola
PlayStation original, tengan su característica apariencia iridiscente creada por las hendiduras en la capa reflectiva.
El reverso de un disco óptico generalmente tiene impresa una etiqueta, hecha usualmente de papel pero a veces impresa o estampada en el disco
mismo. Este lado, sin codificar, del disco es típicamente cubierto con un material transparente, en general laca. A diferencia de los disquetes, la
mayoría de los discos ópticos no tienen integrada una carcasa protectora y por lo tanto son susceptibles a los problemas de transferencia de datos
debido a rayaduras, grietas, huellas, y otros problemas del entorno. Aunque las huellas, el polvo y la
suciedad en muchos casos pueden ser removidas con un paño húmedo.
Los discos ópticos en general tienen un diámetro de entre 7,6 y 30 centímetros, siendo 12 cm el tamaño
más común. Un disco típico tiene un grosor de 1,2 milímetros, mientras que el largo de pista, la
distancia desde el centro de una pista hasta el centro de la siguiente, es en general de 1.6 µm (micrones).
Un disco óptico está diseñado para soportar uno de tres tipos de grabación: solo lectura (vienen
pregrabados de fábrica y no se pueden borrar ni grabar de nuevo; por ejemplo CD y CD-ROM),
grabable (posibilidad de escribir en el disco una sola vez; por ejemplo CD-R), o regrabable (reescribible
y borrable, por ejemplo CD-RW). Los discos grabables usualmente poseen una capa de grabación de
tinte orgánico entre el sustrato y la capa reflexiva. Por otra parte, los discos regrabables contienen una
capa de grabación de aleación compuesta de un material en cambio de estado, la mayoría de las veces
AgInSbTe, una aleación de plata, indio, antimonio y telurio.
Según el formato, los discos ópticos pueden ser usados para almacenar música (por ejemplo, para usar
en un reproductor de CD), video (por ejemplo, para usar en un reproductor de DVD), o datos y
programas para computadora. La Optical Storage Technology Association, OSTA, promueve formatos
de almacenamiento ópticos estandarizados. Aunque los discos ópticos son más duraderos que los
formatos de almacenamiento audiovisuales anteriores, son susceptibles a daños provocados por el
entorno y el uso diario. Las bibliotecas promueven procedimientos de preservación de medios ópticos
para asegurar una usabilidad continua en la unidad de disco óptico de la computadora o el
correspondiente reproductor de discos.
Para copias de seguridad de datos de computadora y transferencia de datos física, los discos ópticos
como el CD y el DVD están siendo reemplazados gradualmente por dispositivos de estado sólido más
rápidos, pequeños y fiables, especialmente la memoria USB. Se espera que esta tendencia continúe a
medida que las memorias USB sigan creciendo en capacidad y disminuyendo sus precios. De manera
similar, los reproductores de CD personales portables han sido reemplazados por reproductores MP3 de
estado sólido portables, y la música comprada o compartida por Internet, o por otros medios, ha
disminuido de manera importante el número de CD de audio vendidos por año.
Un disco Blu-ray en su forma original,
dentro de una carcasa protectora
Disco Universal Media Disc (UMD) en
planta
El formato disco óptico cuenta con el respaldo de la ECMA, la organización que desde 1984 es
responsable de avanzar en el desarrollo de los discos ópticos, al que pertenecen todos ellos: CD-ROM,
DVD, UMD, Minidisc, Blu-Ray...
Apenas en el 2003 la capacidad máxima de las unidades de tarjeta de memoria no superaban los 8 o 16
mb. Tener un formato que soportara casi 1 GB era no tener competencia.
LaserCard fabricada por Drexler
Technology Corporation
Un disco óptico tiene calculada una vida útil de algo más de 100 años, lo que es algo menos en los CD
y DVD actuales y bastante menos en los Blu-ray hechos de celulosa.
Las posibilidades multimedia del disco óptico son variadas y utiliza procesos de fabricación muy familiares para la industria. Permite almacenar
cualquier tipo de datos en ellos. Comparados con formatos, como los cartuchos de otras videoconsolas o las tarjetas de memoria, su coste de
producción es más alto, son más frágiles para la manipulación por niños y tardan más tiempo en cargar.
La fuerte competencia entre los distintos soportes mundialmente aceptados como el disco compacto u otros soportes como el Minidisc, DVD Audio,
SACD... para evitar la competencia y beneficiarse así de las licencias, a costa de los consumidores que cada pocos años tenían que renovar sus
equipos al ser incompatibles, ha perjudicado a la larga a los nuevos formatos de disco óptico que no se venden como se esperaba.
El formato BluRay, se impuso a su competidor, el HD DVD, en la guerra de formatos iniciada para cambiar el estándar DVD. Aunque la tendencia
del mercado apunta que el sucesor del DVD no será un disco óptico sino la tarjeta de memoria. Siendo el competidor más duro que tiene el Blu-ray.
El límite de capacidad en las tarjetas de formato SD/MMC está ya en 128 GB en modo LBA (28-bit sector address), teniendo la ventaja de ser
regrabables al menos durante 5 años.
La utilización de cartuchos, frente a otras opciones como discos ópticos responde a una larga lista de factores.
El precio de fabricación, que una vez se llega a cierto nivel de unidades es muy bajo, en algunos casos, como las videoconsolas, el control sobre los
distribuidores y los fabricantes del producto, que están obligados a utilizar la patente, etc. En general, los cartuchos suponen cierta garantía para
controlar el software que aparece para una plataforma, al menos frente a los medios habituales como los discos CD o DVD. Además un cartucho no
tiene piezas móviles, con lo que es menos probable que un programa sufra daños si recibe algún golpe mientras está en plena lectura, o se bloquee
por un bache mientras se viaja en coche o simplemente al levantar los brazos para descansar unos segundos. Son muy apropiados para que los usen
los niños.
Historia
El disco óptico fue inventado en 1958. En 1961 y 1969, David Paul Gregg registró una patente por el disco óptico analógico para grabación de
video, patente de EE. UU 3.430.966 (http://www.google.com/patents?vid=3430966). Es de interés especial que la patente de EE. UU 4.893.297 (htt
p://www.google.com/patents?vid=4893297), registrada en 1968, emitida en 1990, generó ingresos de regalías para el DVD de Pioneer Corporation
hasta 2007, abarcando los sistemas CD, DVD, y Blu-ray. A comienzos de los años 1960, la Music Corporation of America (MCA) compró las
patentes de Gregg y su empresa, Gauss Electrophysics.
Luego en 1969, en Holanda, físicos de Philips Research comenzaron sus primeros experimentos en un disco
óptico de video en Eindhoven. En 1975, Philips y MCA unieron esfuerzos, y en 1978, comercialmente
mucho después, presentaron su largamente esperado Laserdisc en Atlanta. MCA comerciaba los discos y
Philips los reproductores. Sin embargo, la presentación fue fracaso técnico y comercial y la cooperación
entre Philips y MCA se disolvió.
En Japón y Estados Unidos, Pioneer triunfó con el disco de video hasta la llegada del DVD. En 1979,
Philips y Sony, en consorcio, comenzaron a desarrollar un nuevo disco óptico de almacenamiento de audio
con tecnología digital y en 1983 terminaron con éxito el disco compacto. Paralelamente, la compañía
Pioneer tuvo éxitos en el campo de los discos de video hasta el desarrollo del actual DVD.
Un antiguo disco óptico analógico
grabado en 1935 para un
Lichttonorgel (órgano de muestreo)
A mitad de los años 1990, un consorcio de fabricantes desarrollaron la segunda generación de discos ópticos, el DVD.
La tercera generación de discos ópticos fue desarrollada entre 2000 y 2006, y las primeras películas en discos Blu-ray fueron lanzadas en junio de
2006. Blu-ray eventualmente prevaleció en una guerra de formatos de discos ópticos de alta definición sobre un formato de la competencia, el HD
DVD. Un disco estándar Blu-ray puede almacenar aproximadamente 25 GB de datos, un DVD aproximadamente 4.7 GB, y un CD alrededor de
700 MB.
Cronológicamente, se puede dividir la historia de los discos ópticos en tres generaciones.
Primera generación
Originariamente, los dispositivos ópticos se utilizaban para almacenar música y software de computadora. El formato Laserdisc almacenaba señales
de video analógicas, pero, comercialmente perdió ante el formato de casete VHS, debido principalmente a su alto costo e imposibilidad de grabación;
el resto de los formatos de disco de la primera generación están diseñados únicamente para almacenar datos digitales.
Nota: otros factores que afectan la densidad de almacenamiento de datos son, por ejemplo: un disco infrarrojo de múltiples capas almacenaría más
datos que un disco de capa simple; si es CAV, CLV o CAV por zonas; cómo son codificados los datos; y cuánto margen vacío posee en el centro y
en los bordes.
Disco compacto (CD)
Laserdisc
Disco magneto-óptico
Segunda generación
Los discos ópticos de segunda generación están pensados para almacenar grandes cantidades de datos, incluyendo video digital de calidad de
transmisión (broadcast quality). Tales discos son habitualmente leídos con un láser de luz visible (usualmente rojo); una longitud de onda más corta y
una mayor apertura numérica2 permiten un haz de luz más estrecho, permitiendo pits y lands más pequeños en el disco. En el formato DVD, esto
permite 4.7 GB de almacenamiento en disco estándar de 12cm de capa simple y una cara; de manera alternativa, medios más pequeños, tales como
los formatos MiniDisc y DataPlay, pueden tener una capacidad comparable a la de un mayor disco compacto estándar de 12cm.
Minidisc
Hi-MD
DVD (Digital Versatile Disc) y derivados
DVD-Audio
DualDisc
Digital Video Express
EVD (Enhanced Versatile Disc)
GD-ROM
DataPlay
Disco Fluorescente Multietiqueta
PD (Phase-change Dual)
Universal Media Disc (UMD)
Ultra Density Optical
Tercera generación
Los discos ópticos de tercera generación se encuentran en desarrollo, serán usados para distribuir video de alta definición y videojuegos. Estos
soportan mayores capacidades de almacenamiento de datos, logrado mediante el uso de láseres de longitud de onda corta de luz visible y mayores
aperturas numéricas. El disco Blu-ray usa láseres violetas de gran apertura, para usar con discos con pits y lands más pequeños, y por lo tanto una
mayor capacidad de almacenamiento por capa.2 En la práctica, la capacidad de presentación multimedia efectiva es mejorada con códecs de
compresión de datos de video mejorados como H.264 y VC-1.
Actualmente en comercio:
1. Blu-ray
2. VMD o HD-VMD (Versatile Multilayer Disc "Disco versátil Multicapa")
3. CBHD (China Blue High Definition)
En desarrollo
1. FVD (Forward Versatile Disc)
2. DMD (Digital Multilayer Disc "Disco Multicapa Digital") o FMD (Fluorescent Multilayer Disc)
Descontinuados
1. HD DVD (High Density Digital Versatile Disc)
Proyectos Cancelados
Los siguientes formatos se cancelaron y se destruyeron sus prototipos:
1. Holographic Versatile Disc (HVD)
2. Protein-coated disc (PCD)
3. Archival Disc (AD)
4. LS-R
Visión general de los tipos de discos ópticos
Nombre
LaserDisc (LD)
Capacidad
ExperimentalNote 1
AñosNote 2
0.3GB
1971-2001
Write Once Read Many Disk (WORM)
0.2-6.0GB
1979-1984
Compact Disc (CD)
0.7-0.9GB
1981-hoy
Electron Trapping Optical Memory (ETOM)
6.0-12.0GB
1987-1996
0.14GB
1989-hoy
0.1-16.7GB
1990-hoy
MiniDisc (MD)
Magneto Optical Disc (MOD)
Digital Versatile Disc (DVD)
4.7-17GB
LIMDOW (Laser Intensity Modulation Direct OverWrite)
2.6GB
GD-ROM
1.2GB
1996-hoy
50-140GB
1998-2003
5-20GB
100GB
1999-2010
1PB
100EB
Fluorescent Multilayer Disc
Versatile Multilayer Disc (VMD)
Hyper CD-ROM
1995-hoy
10GB
1997-hoy
1999?-?
Ultra Density Optical (UDO)
30-60GB
2000-hoy
FVD (FVD)
5.4-15GB
2001-hoy
Enhanced Versatile Disc (EVD)
HD DVD
Blu-ray Disc (BD)
Professional Disc for Data (PDD)
Professional Disc
DVD
1TB[cita requerida]
2002-2008
25GB
50GB
100GB (BDXL)
128GB (BDXL)
1TB
2002-hoy
23GB
2003-2006
23-128GB
Digital Multilayer Disk
2003-hoy
22-32GB
Multiplexed Optical Data Storage (MODS-Disc)
Universal Media Disc (UMD)
2002-2004
15-51GB
250GB-1TB
0.9-1.8GB
Holographic Versatile Disc (HVD)
Protein-coated Disc (PCD)
2004-2007
2004-hoy
2004-2014
6.0TB
2004-hoy
50TB
2005-hoy
4·7GB (DVD format)
25GB (Blu-ray format)
50GB (Blu-ray format)
100GB (BDXL format) 3
2009-hoy
Archival Disc
0.3-1TB
2014-hoy
Ultra HD Blu-ray
50GB
66GB
100GB
2015-hoy
M-DISC
Notas
1. Prototipos y valores teóricos.
2. Años desde (conocido) inicio de desarrollo hasta final de ventas o desarrollo.
Especificaciones
Base (1×) y velocidades máximas
(actuales) por generación
Generación
Base
Max
(Mbit/s)
(Mbit/s)
×
1st (CD)
1.17
65.62
52×
2nd (DVD)
10.55
210.94
16×
3rd (BD)
36
432
12×4
Capacidad y nomenclatura5 6
Designación
Caras
Capas
(total)
Diámetro
(cm)
Capacidad
(GB)
(GiB)
DVD-1
SS SL
1
1
8
1.46
1.36
DVD-2
SS DL
1
2
8
2.66
2.47
DVD-3
DS SL
2
2
8
2.92
2.72
DVD-4
DS DL
2
4
8
5.32
4.95
DVD-5
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD-9
SS DL
1
2
12
8.54
7.95
DVD-10
DS SL
2
2
12
9.40
8.74
DVD-14
DS DL/SL
2
3
12
13.24
12.32
DVD-18
DS DL
2
4
12
17.08
15.90
DVD-R 1.0
SS SL
1
1
12
3.95
3.68
DVD-R 2.0
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD-R 2.0
DS SL
2
2
12
9.40
8.75
DVD-RW 2.0
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD-RW 2.0
DS SL
2
2
12
9.40
8.75
DVD+R 2.0
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD+R 2.0
DS SL
2
2
12
9.40
8.75
DVD+RW 2.0
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD+RW 2.0
DS SL
2
2
12
9.40
8.75
DVD-RAM 1.0
SS SL
1
1
12
2.58
2.40
DVD-RAM 1.0
DS SL
2
2
12
5.16
4.80
DVD-RAM 2.0
SS SL
1
1
12
4.70
4.37
DVD-RAM 2.0
DS SL
2
2
12
9.40
8.75
DVD-RAM 2.0
SS SL
1
1
8
1.46
1.36
DVD-RAM 2.0
DS SL
2
2
8
2.65
2.47
CD-ROM 74 min
SS SL
1
1
12
0.682
0.635
CD-ROM 80 min
SS SL
1
1
12
0.737
0.687
CD-ROM
SS SL
1
1
8
0.194
0.180
DDCD-ROM
SS SL
1
1
12
1.364
1.270
DDCD-ROM
SS SL
1
1
8
0.387
0.360
HD DVD
SS SL
1
1
8
4.70
HD DVD
SS DL
1
2
8
9.40
HD DVD
DS SL
2
2
8
9.40
HD DVD
DS DL
2
4
8
18.80
HD DVD
SS SL
1
1
12
15.00
HD DVD
SS DL
1
2
12
30.00
HD DVD
DS SL
2
2
12
30.00
HD DVD
DS DL
2
4
12
60.00
HD DVD-RAM
SS SL
1
1
12
20.00
Tecnologías de grabación de discos ópticos
Formatos digitales de audio sobre disco óptico
Empresa
CD
Audio
Sony
Philips
y
Minidisc
Sony
DVDAudio
Pioneer y
Matsushita
SACD
Philips
Sony
y
Frecuencia de
muestreo
Respuesta
en
frecuencia
Rango
dinámico
Bit
rate
NºMáximo
de pistas
Capacidad
Tiempo
Máximo
de
Grabación
Año
Códec
Resolución
1982
PCM
16 bits
44,1 kHz
20Hz a 20
kHz
98 dB
1,4
Mbit/s
2
650, 700 y
800 MB
74, 80 y
90 minutos
1991
ATRAC
16 bits
44,1 kHz
20Hz a 20
kHz
103 dB
292
kbit/s
2
1 GB
45 minutos
MLP
16, 20 o 24
bits
44,1/48/88,2/96/176’4
y 192 kHz
20Hz a 80
kHz
120 dB
9,6
Mbit/s
4,7 GB
622
minutos
(10 horas
y
22
minutos)
2,8 MHz
20Hz
a
100 kHz
120 dB
2,8
Mbit/s
4,7 GB
74'(1
capa), 148'
(2 capas)
y 222' (3
capas)
1997
1999
DSD
1 bit
6
6
Referencias
1. María Jesús Lamarca Lapuente. «Los nuevos soportes» (http://www.hipertexto.info/documentos/soportes.htm#opticos).
Consultado el 1 de febrero de 2014.
2. «Format War Update: Blu-ray Wins Over HD DVD» (https://web.archive.org/web/20080110072357/http://www.crutchfieldadvisor.c
om/S-UNO5yLxzuZf/learningcenter/home/hd_blu.html?page=2). Archivado desde el original (http://www.crutchfieldadvisor.com/SUNO5yLxzuZf/learningcenter/home/hd_blu.html?page=2) el 10 de enero de 2008. Consultado el 30 de mayo de 2009.
3. «100 GB Disc» (https://web.archive.org/web/20151018064310/http://www.mdisc.com/100gb/). Archivado desde el original (http://
www.mdisc.com/100gb) el 18 de octubre de 2015. Consultado el 17 de septiembre de 2017.
4. LG 6x Blu-ray Burner Available in Korea (http://www.cdrinfo.com/Sections/News/Details.aspx?NewsId=21958). CDRinfo.com.
5. «MPEG: DVD, Book A – Physical parameters» (https://www.webcitation.org/65AdffqrQ?url=http://www.mpeg.org/MPEG/DVD/Boo
k_A/Specs.html). Archivado desde el original (http://www.mpeg.org/MPEG/DVD/Book_A/Specs.html) el 3 de febrero de 2012.
Consultado el 30 de mayo de 2009.
6. DVD in Detail (https://web.archive.org/web/20080409001831/http://www.cinram.com/dvd/tech/dvdindetail.pdf)
Véase también
Grabación digital de sonido óptica, procesos digitales de grabación y reproducción de sonido en discos ópticos
Imagen de disco óptico
Unidad de disco óptico
Disco compacto
Enlaces externos
www.osta.org (http://www.osta.org/) Optical Storage Technology Association
Guía de referencia para medios ópticos, por Terence O'Kelly (https://web.archive.org/web/20090711175011/http://www.memorex.
com/downloads/whitepapers/Reference%20Guide%20for%20Optical%20Media%209-9.pdf) Memorex Inc., (en inglés).
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