1. Formatos de Lectura/Grabación
– CLV (Velocidad Lineal Constante): Significa que la pista espiral (y por tanto los datos), deben pasar a través del láser de lectura a la misma velocidad. Por tanto, el disco debe tener distintas velocidades de rotación para mantener la velocidad lineal.
– CAV (Velocidad Angular Constante): El método CAV consiste en mantener la velocidad de giro del motor constante de manera que la velocidad lineal varía y por lo tanto la velocidad de transferencia de datos es mayor en la parte más externa y menor en la parte interna.
– ZCV (Velocidad Zonal Constante): Es una forma para leer/grabar datos del disco que consiste en mantener una velocidad constante por zonas contiguas. Así, la variación en la velocidad de rotación no es tan brusca y los motores sí pueden realizar el cambio de rotación rápidamente.
– P-CAV (CAV Parcial): En este caso, el disco óptico se divide en una zona CLV donde la velocidad lineal es constante y en otra zona CAV, donde se mantiene constante la velocidad angular.
2. Tecnología Óptica
La tecnología óptica realiza la lectura de los datos codificados en un soporte mediante un haz óptico, un láser de alguna longitud de onda concreta. Lo que lee un haz láser en la superficie interior de un soporte óptico digital son microscópicas marcas, que en el caso de un soporte de sólo lectura como un CD de música serían hoyos, del inglés pits, separados por zonas planas denominadas lands; la cantidad de luz reflejada por un land es obviamente muy superior a la reflejada por un pit, de manera que al leer el disco un detector fotosensible determina si nos encontramos ante un land o un pit. Todo cambio de land a pit y de pit a land se considera un 1 y la falta de cambios es 0.
2.1 Ventajas de la Tecnología Óptica
- Los datos no se ven afectados por cambios magnéticos.
- Los soportes ópticos son más resistentes ya que su superficie está protegida.
- Los datos almacenados digitalmente en un soporte óptico, apenas sufren deterioro por el paso del tiempo. Pueden copiarse un número infinito de veces sin ninguna pérdida de calidad.
- Sobre los datos digitales pueden aplicarse técnicas de detección y corrección de errores así como técnicas de compresión de datos.
Configuración de Dispositivos
Master: Es prioritario a la hora del arranque del sistema operativo.
Slave: Es el dispositivo no prioritario del canal IDE. Si existe un dispositivo esclavo, debe haber otro configurado como maestro obligatoriamente.
Select: El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select.
2.2 Características de los CDs
- Diámetro exterior de 120mm
- Diámetro del agujero interior: 15mm
- Capacidad de almacenamiento: inicialmente 74 minutos de música, después se hizo una versión de 80 minutos disminuyendo el espacio entre pistas
- Longitud de onda láser 780nm
3. Áreas y Organización de un CD
3.1 Áreas de un CD
- Hub Clamp area: En esta zona no hay información. Es la zona donde se apoya el CD en el mecanismo de la lectora/grabadora.
- PCA: Área de calibración de potencia.
- Program memory area (PMA): Esta área sólo se encuentra en discos grabables y es el área donde la Tabla de Contenidos se guarda temporalmente hasta que la sesión de grabado se cierra.
- Lead-in (entrada): Esta área contiene la TOC del disco.
- Lead-out (salida): Marca el final del área de datos.
3.2 Organización de los Datos del CD
Los pits son grabados en una única pista en espiral que empieza desde la parte más interna del disco donde se almacenan datos hacia el exterior. Con un espacio de 1.6 μm entre cada vuelta. Esto corresponde a una densidad de 625 vueltas por milímetro. Los CDs de 80 minutos ganan capacidad disminuyendo el espacio entre vueltas 1.48μm. La espiral tiene una longitud de 5.77 Km en los CD’s de 74 minutos y en los de 80 minutos 6.25 Km.
3.3 CD Audio (CD-DA)
Destinado a la distribución de música pregrabada, se fabrican por moldeo y prensado sobre un disco maestro que imprime físicamente la geografía de pits y lands en la capa de datos.
3.4 Modulación EFM
Es un proceso utilizado en los CD’s, mediante el cual cada byte (8bits) se convierte en 14bits para ser almacenado. Esta conversión a 14 bits se designa de manera que nunca hayan menos de 2 ni más de 10 ceros adyacentes. Además, tres bits adicionales llamados merge bits se añaden entre cada 14-bit EFM para ser escritos en el disco. La modulación EFM se utiliza para que no existan largas cadenas de ceros que podrían leerse erróneamente por el lector.
4. DVD: Características y Organización
4.1 Características de un DVD
- Diámetro exterior de 120mm aunque también existen versiones de 80mm
- Diámetro del agujero interior: 15mm
- Capacidad de almacenamiento: Dependen del formato del DVD. Si es capa única o doble capa y si es de una cara o dos.
- Longitud de onda láser 650nm
4.2 Almacenamiento del Contenido de un DVD
- Hub Clamp area: En esta zona no hay información.
- Lead-in zone: Contiene información sobre el disco y la localización de los datos.
- Data zone: Área de datos, contiene la información del vídeo, audio y otros datos almacenados en el DVD.
- Lead-out (salida): Marca el final del área de datos.
4.3 Organización de los Datos del DVD
Los pits son grabados en una única pista en espiral que empieza desde la parte más interna del disco donde se almacenan datos hacia el exterior. Con un espacio de 0.74 μm entre cada vuelta. Esto corresponde a una densidad de 1351 vueltas por milímetro. Los DVD’s ganan capacidad disminuyendo el espacio entre vueltas y la longitud de los pits. La espiral tiene una longitud de 11.84 Km.
4.4 EFM+
Este proceso convierte cada byte (8bits) en 16bits para ser almacenado, siguiendo el mismo criterio de asignación de bits que para EFM (no menos de 2 ni más de 10 ceros seguidos) para que no hayan largas cadenas de ceros ni demasiadas transiciones que podrían leerse erróneamente por el lector, sin embargo se eliminan los merge bits por lo que el código es más eficiente, ya que por cada byte en EFM se utilizan 17bits y en EFM+ se utilizan 16 bits.
5. Blu-ray: La Nueva Generación
5.1 ¿Por qué Blu-ray?
Se denomina rayo azul porque la longitud de onda del haz de luz necesaria para enfocar los pits y lands de menor tamaño que en el CD y DVD, ha de ser de una longitud de onda de 405nm que corresponde con la luz azul-violeta del espectro electromagnético, en comparación de los 650nm para DVD que se corresponden con luz roja.
5.2 Tipos de Discos Blu-ray
- BD-ROM: Discos de sólo lectura para contenido pregrabado.
- BD-R: Grabable una sóla vez.
- BD-RE: Regrabable hasta unas 1.000 veces.
La Capacidad de almacenamiento de estos formatos depende de si es capa única o doble capa. Capa única: 25GB, doble capa: 50GB.
6. DVDs Grabables y Regrabables
6.1 Características de los DVDs Grabables
DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R DL, DVD-R DL
Los DVD’s grabables (R) están fabricados con un tinte orgánico que se quema con el láser al ser grabado, por lo que sólamente pueden grabarse una vez, mientras que los regrabables (RW), están fabricados de tal manera que al pueden ser regrabados. Los DVD’s de doble capa (DL) indican que en vez de una capa de datos contienen dos, por lo que su capacidad prácticamente se duplica. DVD-RAM es un formato regrabable, muy distinto a los anteriores, tanto a nivel físico como lógico. No utiliza una espiral como el resto de sistema DVD, sino pistas concéntricas divididas en sectores. La distancia entre dos vueltas es el doble que en un DVD normal (1,48 micras), pero se escribe tanto en los surcos como en el espaciado.
6.2 DVDs de Doble Capa
En los DVD’s de doble capa, ¿por qué es posible escribir o leer en la capa externa y en la interna?
Porque en los discos de doble capa, la capa más externa se fabrica con un material semitransparente que permite reflejar la luz si el láser está enfocando esta capa, pero también permite dejar pasar la luz si el láser enfoca la capa más interior. Un solo láser se usa para leer ambas capas, sólo se cambia el foco del láser.
7. Limitaciones en la Detección y Corrección de Errores
- Si se corrompe un número de par de bits en la misma fila o en la misma columna, no se detectaría.
- Igualmente si se corrompe un bit de paridad en vertical o en horizontal, tampoco se corregiría el error.
- El peor de los casos lo encontramos si se corrompen dos bits de paridad uno en vertical y otro en horizontal, ya que en este caso se cambiaría un dato que en realidad sí era correcto.
8. Aumento de la Capacidad de Almacenamiento del DVD respecto al CD
Indica tres factores que influyen en el aumento de la capacidad de almacenamiento del DVD respecto al CD:
- Separación de 0.74 micras entre cada pista, en lugar de 1.6 micras en el CD.
- Tamaño mínimo del pit de 0.4 micras en lugar de las 0.83 micras en el CD.
- El área de datos es 1mm mayor que en el CD (34mm frente a los 33mm del CD).
9. Diferencias entre CD-R y CD-RW
Diferencias entre CD-R y CD-RW:
- El CD-R solo puede ser grabado una vez, y el CD-RW 1000 veces.
- El CD-R es mas barato que el CD-RW.
10. Bytes de Subcódigo en CD-Audio
¿Cuál es la función de los bytes de subcódigo? ¿Cuántos de estos bytes encontramos en un CD-Audio de 80 minutos de duración?
1 subcode byte por cada frame, es decir, 98 subcode bytes por sector. Que sirven para:
- Identificar el principio y final de cada sector.
- Si la información del sector es de audio o datos.
- Información sobre la canción (número de canción, tiempo desde inicio a final de la canción).
80 minutos = 4.800 seg x 75 = 360.000 sectores
360.000 x 98 = 35.280.000 bytes de subcódigo
11. Cálculo de Sectores, Frames y Espacio
Calcula los sectores y frames que necesitaremos para grabar una canción de 5:54 minutos de duración. Calcula también el espacio en m que ocupará.
5:54 minutos = 354 seg x 75 = 26.550 Sectores x 98 = 2.601.900 Frames
26.550 Sectores x 17,33 mm = 460.111,5 mm = 460,1 m
12. Duración y Longitud de una Canción
¿Cuánto tiempo dura una canción que ocupa 50.254 sectores? Expresa el resultado en minutos y segundos. Indica también la longitud en metros que ocupa en la pista espiral.
50.254 sectores / 75 = 670 segundos = 11 min 10 seg
50.254 sectores * 17,33 = 870.901,82 mm = 870,9 m