UNIDADES CD Y DVD

En informática, el término unidad de disco se refiere a aquel dispositivo o aparato que realiza las operaciones de lectura y escritura de los medios o soportes de almacenamiento con forma de disco,   Algunos solo permiten la lectura como el CD convencional.

-  Otros permiten una única escritura e infinidad de lecturas (WORM).

-  Otros limitan el número de lecturas y o escrituras: CD-R, DVD-R.

 -  permiten múltiples escrituras: CD-RW, DVD-RW. Etc.

- Las unidades de disco pueden ser permanentes

(fijas) o extraíbles.

- Normalmente, las unidades de disco permanente

suelen ofrecer mejores prestaciones y mayor

capacidad de almacenamiento de datos que las

extraíbles.

- Las unidades de disco se caracterizan por que son

un sistema de acceso aleatorio que permiten

acceder a cualquier información de forma

inmediata. Es una ventaja con respecto a las cintas

magnéticas digitales cuyo acceso es secuencial.

Este acceso aleatorio lo permite la memoria RAM.

LECTURA

 La lectora de CD, también llamada reproductor de

CD, es el dispositivo óptico capaz de reproducir los

CD de audio, de video, de datos, etc. utilizando un

láser que le permite leer la información contenida en

dichos discos.

El lector de discos compactos está compuesto de:

Un cabezal, en el que hay un emisor de rayos láser,

que dispara un haz de luz hacia la superficie del

disco, y que tiene también un fotorreceptor (foto

diodo) que recibe el haz de luz que rebota en la

superficie del disco. El láser suele ser un diodo AlGaAs

con una longitud de onda en el aire de 780 nm.

(Cercano a los infrarrojos, nuestro rango de visión

llega hasta aproximadamente 700000 nm.) por lo que

resulta una luz invisible al ojo humano, pero no por

ello inocua. Ha de evitarse siempre dirigir la vista

hacia un haz láser. La longitud de onda dentro del

policarbonato es de un factor n=1.55 más pequeño

que en el aire, es decir 500 nm.

Un motor que hace girar el disco compacto, y otro que mueve el cabezal radialmente. Con estos dos mecanismos se tiene acceso a todo el disco. El motor se encarga del CLV (Constante línea de velocidad), que es el sistema que ajusta la velocidad del motor de manera que su velocidad lineal sea siempre constante. Así, cuando el cabezal de lectura está cerca del borde el motor gira más despacio que cuando está cerca del centro. Este hecho dificulta mucho la construcción del lector pero asegura que la tasa de entrada de datos al sistema sea constante. La velocidad de rotación en este caso es controlada por un micro controlador que actúa según la posición del cabezal de lectura para permitir un acceso aleatorio a los datos. Los CD-ROM, además permiten mantener la velocidad angular constante, el CAV. Esto es importante tenerlo en cuenta cuando se habla de velocidades de lectura de los CD-ROM.

Un DAC, en el caso de los CD-Audio, y en casi todos los CD-ROM. DAC es un convertidor de señal digital a señal analógica, la cual es enviada a los altavoces. DAC’s también hay en las tarjetas de sonido, las cuales, en su gran mayoría, tienen también un ADC, que hace el proceso inverso, de analógico a digital.

  Otros servosistemas, como el que se encarga de guiar el láser a través de la espiral, el que asegura la distancia precisa entre el disco y el cabezal, para que el láser llegue perfectamente al disco, o el que corrige los errores, etc.

1.Diodo láser, 2. Lente de enfoque, 3. Divisor de rayos, 4. Espejo (dirige el haz láser hacia arriba, donde está la lente de enfoque y finalmente el CD), 5. Fotodetector (fotodiodos), 6. Bus de datos, 7. Tapadera de plástico, 8. Imanes, 9. Bobinas (sirven para mover la lente de enfoque y seguimiento), 10. Cremallera y ranura (permiten la movilidad del cabezal en el ancho del CD-ROM).

Pasos que sigue el cabezal para una lectura de un cd

1.  Un haz de luz coherente (láser) es emitido por un diodo de infrarrojos hacia un espejo que forma parte del cabezal de lectura, el cual se mueve linealmente a lo largo de la superficie del disco.

2.  La luz atraviesa un divisor de haz que triplica el haz de entrada.

3.  Los tres haces se enfocan sobre la superficie del CD a través de un sistema óptico; el haz central se mantiene sobre la pista, lo otros dos quedan a ambos lados y son usados para el sistema de seguimiento automático de la pista (autotracking).

4.  Esta luz incidente se refleja en la capa de aluminio, atravesando el recubrimiento de policarbonato. La altura de los pozos (pits) es igual en todos y está seleccionada con mucho cuidado, para que sea 1/4 de la longitud de onda del láser en el policarbonato. La idea aquí es que la luz que se refleja en un pozo viaje 1/4 + 1/4 = 1/2 de la longitud de onda más que la luz que se refleja en un llano (land)

5.  La luz reflejada se encamina mediante una serie de lentes y espejos a cuatro fotodetectores montados en cuadro.

6.  Cuando se produce una transición pozo-llano o llano-pozo, como hay un desfase de media longitud de onda entre ambos, se produce una interferencia destructiva y la intensidad resultante es prácticamente nula. A lo largo de un pozo, o a lo largo de un llano, no hay cambios y la intensidad resultante es máxima. Los fotodetectores sensan este cambio en la intensidad luminosa, convirtiéndolo en energía eléctrica.

7.  Para recuperar la señal, se suma la salida de los cuatro fotodetectores. Se asigna un 1 a las transiciones pozo-llano o llano-pozo (intensidad mínima) y un 0 al interior de un pozo o un llano (intensidad máxima).

8.  El flujo de bits así leído se decodifica en el orden inverso en que fue codificado: primero pasa por un decodificador EFM, luego por dos niveles de detección de errores (Reed-Solomon), y por último por una etapa de corrección de errores.

9.  El autotracking se retroalimenta con la diferencia entre la intensidad detectada por cada sensor, para mantener el láser enfocado sobre la pista.

TIEMPO DE CAMBIO DE VELOCIDAD

En los CD-ROM de velocidad lineal constante (CLV),

la velocidad de giro del motor dependerá de la

posición que el cabezal de lectura ocupe en el

disco, más rápido cuanto más cerca del centro. Esto

implica un tiempo de adaptación para que este

motor tome la velocidad adecuada una vez que

conoce el punto en el que se encuentran los datos.

Esto se suele conseguir mediante un micro

controlador que relaciona la posición de los datos

con la velocidad de rotación.

En los CD-ROM CAV no tiene sentido esta medida

ya que la velocidad de rotación es siempre la

misma, así que la velocidad de acceso se verá

beneficiada por esta característica y será algo

menor; no obstante, se debe tener en cuenta que

dado que los fabricantes indican la velocidad

máxima para los CD-ROM CAV y esta velocidad es

variable, un CD-ROM CLV es mucho más rápido

que otro de la misma velocidad CAV cuanto más

cerca del centro del disco.

TIREMPO DE BUSQUEDA

El tiempo de búsqueda se refiere al tiempo que lleva

mover el cabezal de lectura hasta la posición del

disco en la que están los datos. Solo tiene sentido

hablar de esta magnitud en media ya que no es lo

mismo alcanzar un dato que está cerca del borde

que otro que está cerca del centro. Esta magnitud

forma parte del tiempo de acceso que es un dato

mucho más significativo. El tiempo de búsqueda

tiene interés para entender los componentes del

tiempo de acceso pero no tanto como magnitud en

sí.

LASER Y OPTICA

La parte más importante de una unidad de disco óptico es

el camino óptico, ubicado en un pickup head (PUH)1 , que

consiste habitualmente de un láser semiconductor, un lente

que guía el haz de laser, y fotodiodos que detectan la luz

reflejada en la superficie del disco.2

En los inicios, se usaban los láseres de CD con una

longitud de onda de 780 nm, estando en el rango infrarrojo.

Para los DVD, la longitud de onda fue reducida a 650 nm

(color rojo), y la longitud de onda para el Blu-ray fue

reducida a 405 nm (color violeta).

Se usan dos servomecanismos principales, el primero para

mantener una distancia correcta entre el lente y el disco, y

para asegurar que el haz de laser es enfocado en un punto

de láser pequeño en el disco. El segundo servo mueve un

cabezal a lo largo del radio del disco, manteniendo el haz

sobre una estría, un camino de datos en espiral continúo.

MECANISMO DE ROTACION

El mecanismo de rotación de las unidades ópticas

difiere significativamente del de los discos duros, en

que el segundo mantiene una velocidad angular

constante (VAC), en otras palabras un número

constante de revoluciones por minuto (RPM). Con la

VAC, usualmente en la zona exterior del disco se

consigue un mejor throughput (rendimiento) en

comparación con la zona interior.

MECANISMO DE CARGA

Las unidades ópticas actuales usan o un

mecanismo de carga de bandeja, donde el

disco es cargado en una bandeja motorizada

u operada manualmente, o un mecanismo

de carga de sócalo, donde el disco se desliza

en un sócalo y es retraído hacia dentro por

rodillos motorizados. Las unidades de carga

de sócalo tienen la desventaja de no ser

compatibles con los discos más pequeños de

80 mm o cualquier tamaño no estándar; sin

embargo, la videoconsola Wii parece haber

derrotado este problema, ya que es capaz de

cargar DVD de tamaño estándar y discos de

GameCube de 80 mm en la misma unidad con

carga de zócalo.

INTERFAZ DE LA COMPUTADORA

La mayoría de las unidades internas para computadoras

personales, servidores y estaciones de trabajo son

diseñadas para encajar en una bahía de 5.25" y conectarse

mediante una interfaz ATAo SATA. Las unidades externas

usualmente se conectan mediante interfaces USB o

FireWire. Algunas versiones portables para usar con

laptops se alimentan mediante baterías o mediantes su bus

de interfaz.

Existen unidades con interfaz SCSI, pero son menos

comunes y tienden a ser más caras, debido al costo de sus

chipsets de interfaz y sus conectores SCSI más complejos.

Cuando la unidad de disco óptico fue desarrollada por

primera vez, no era facil de añadir a las computadoras.

Además las PC de IBM y sus clones al comienzo

únicamente incluían una sola interfaz ATA, la cual para el

momento en el que él se introducía CD, ya estaba siendo

en uso para soportar dos discos duros. Las primeras

laptops no tenían incorporada una interfaz de alta velocidad

para soportar un dispositivo de almacenamiento externo

Las primeras tarjetas de sonido podían incluir una segunda interfaz ATA, si bien a menudo se limitaba a soportar una sola unidad óptica y ningún disco duro. Esto evolucionó en la segunda interfaz ATA moderna incluido como equipamiento estándar.

Se desarrolló una unidad externa de puerto paralelo que se conectaba entre la impresora y la computadora. Esto era lento pero una opción para las laptops.

También se desarrolló una interfaz de unidad óptica PCMCIA para laptops.

Se podía instalar una tarjeta SCSI en las PC de escritorio para incorporar una unidad SCSI externa, aunque SCSI era mucho más caro que las otras opciones.

HISTORIA DEL DVD

Hitachi, Ltd.

Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.

Mitsubishi Electric Corporation

Pioneer Electronic Corporation

Royal Philips Electronics N.V.

Sony Corporation

Thomson

Time Warner Inc.

Toshiba Corporation

Victor Company of Japan, Ltd. (JVC)

El DVD Forum creó los estándares oficiales DVD

ROM/R/RW/RAM, y Alliance creó los estándares

DVD+R/RW para evitar pagar la licencia al DVD

Forum. Dado que los discos DVD+R/RW no forman

parte de los estándares oficiales, no muestran el

logotipo «DVD». En lugar de ello, llevan el

logotipo «RW» incluso aunque sean discos que

solo puedan grabarse una vez, lo que ha

suscitado cierta polémica en algunos sectores

que lo consideran publicidad engañosa, además

de confundir a los usuarios.

TIPOS DE DVD

žLos DVD se pueden clasificar:

ž* según su contenido:

žDVD-Video: Películas (vídeo y audio)

žDVD-Audio: Audio de alta fidelidad

žDVD-Data: Todo tipos de datos

ž* según su capacidad de regrabado:

žDVD-ROM: Sólo lectura, manufacturado con prensa

žDVD-R: Grabable una sola vez

žDVD-RW: Regrabable

žDVD-RAM: Regrabable de acceso aleatorio. Lleva a cabo una comprobación de la integridad de los datos siempre activa tras completar la escritura

žDVD+R: Grabable una sola vez

žDVD+RW: Regrabable

žDVD+R DL: Grabable una sola vez de doble capa

ž* según su número de capas o caras:

žDVD-5: una cara, capa simple. 4.7 GB o 4.38 gibibyte (GiB) - Discos DVD±R/RW.

žDVD-9: una cara, capa doble. 8.5 GB o 7.92 GiB - Discos DVD+R DL.

žDVD-10: dos caras, capa simple en ambas. 9.4 GB o 8.75 GiB - Discos DVD±R/RW.

žDVD-14: dos caras, capa doble en una, capa simple en la otra. 13,3 GB o 12,3 GiB - Raramente utilizado.

žDVD-18: dos caras, capa doble en ambas. 17.1 GB o 15.9 GiB - Discos DVD+R.

HISTORIA DEL CD

žEl sistema óptico fue desarrollado por Philips mientras que la lectura y codificación digital corrió a cargo de Sony, fue presentado en junio de 1980 a la industria, y se adhirieron al nuevo producto 40 compañías de todo el mundo mediante la obtención de las licencias correspondientes para la producción de reproductores y discos.

žEn 1981, el director de orquesta Herbert Von Karajan convencido del valor de los discos compactos, los promovió durante el Festival de Salzburgo, y desde ese momento empezó su éxito. Los primeros títulos grabados en discos compactos en Europa fueron la Sinfonía Alpina de Richard Strauss, los valses de Frédéric Chopin interpretados por el pianista chileno Claudio Arrau, y el álbum The Visitors deABBA, en 1983 se produciría el primer disco compacto en los Estados Unidos por CBS (hoy Sony Music) siendo el primer título en el mercado un álbum de Billy Joel.3 La producción de discos compactos se centralizó por varios años en los Estados Unidos y Alemania, de donde eran distribuidos a todo el mundo. Sólo entrada la década de los noventas se instalaron fábricas en diversos países. En 1992 Sonopress produjo en México el primer CD de título "De Mil Colores" de Daniela Romo.

DETALLES FISICOS

A pesar de que puede haber variaciones en la composición de los materiales empleados en la fabricación de los discos, todos siguen un mismo patrón: los discos compactos se hacen de un disco grueso, de 1,2 mm, de policarbonato de plástico, al que se le añade una capa reflectante de aluminio, utilizada para obtener más longevidad de los datos, que reflejará la luz del láser (en el rango de espectro-infrarrojo, y por tanto no apreciable visualmente); posteriormente se le añade una capa protectora de laca, misma que actúa como protector del aluminio y, opcionalmente, una etiqueta en la parte superior. Los métodos comunes de impresión en los CD son laserigrafía y la impresión Offset. En el caso de los CD-R y CD-RW se usa oro, plata, y aleaciones de las mismas, que por su ductilidad permite a los láseres grabar sobre ella, cosa que no se podría hacer sobre el aluminio con láseres de baja potencia.

ESPECIFICACIONES

žVelocidad de la exploración: 1,2–1,4 m/s, equivale aproximadamente a entre 500 rpm (revoluciones por minuto) y 200 rpm, en modo de lectura CLV (Constant Linear Velocity: 'Velocidad Lineal Constante').

žDistancia entre pistas: 1,6 µm.

žDiámetro del disco: 120 u 80 mm.

žGrosor del disco: 1,2 mm.

žRadio del área interna del disco: 25 mm.

žRadio del área externa del disco: 60 mm.

žDiámetro del orificio central: 15 mm.

žTipos de disco compacto:

›Sólo lectura: CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory).

›Grabable: CD-R (Compact Disc - Recordable).

›Regrabable: CD-RW (Compact Disc - Re-Writable).

›De audio: CD-DA (Compact Disc - Digital Audio).

žPROCEDIMIENTO

Ejemplo de como limpiar una unidad óptica

žprocedimiento

žverificamos que la pc no se encuentre conectada a la toma de energía  eléctrica, posteriormente procedemos a retirar las conexiones de la parte trasera del gabinete retiramos las tapas del gabinete para tener acceso a los componentes internos de la pc. retiramos el panel frontal del gabinete o torre y procedemos también a retirar los tornillos que sujetan el chasis de la unidad de cd-rom con la bahia del gabinete.desconectamos el cable de alimentación y el bus de datos y procedemos a retirar la unidad con mucho cuidado.sacamos la bandeja de entrada, para ello con ayuda de un clip que previamente hemos enderesado, lo introducimos por el orificio que se encuentra en la parte frontal de la unidad de cd-rom.ahora procedemos a retirar el plastico negro con lo cual visualizamos la lente y el motor.retiramos la carcasa de la unidad de cd-rom.con ayuda del aire comprimido, prodecemos a retirar el polvo de las partes mecanicas de la unidad de cd-rom.tomamos un cotonete y lo introducimos en el liquido limpiador procurando no el cotonete no este completamente mojado, posteriormente limpiamos la lente del laser con el cotonete humedecido presionando un poco y haciendo un movimiento circular sobre la lente.nos aseguramos que no se encuentre ningun cable flexible desconectado y procedemos a armar la unidad de cd-rom.lo colocamos nuevamente en la bahia y conectamos tanto el cable de alimentación como el de datos.

colocamos las tapas del gabinete y comprobamos que todo funcione bien.