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CD-ROM

Este artículo trata sobre CD-ROM (Disco Compacto de solo lectura). Para otros usos de este término, véase CD (desambiguación).


CD-ROM
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Imagen de muestra de una CD-ROM

CD-ROM. (en inglés Compact Disc-Read Only Memory, "Disco Compacto-Memoria de Sólo Lectura"). Es un disco compacto de plástico plano donde se graba información digital sobre su superficie en pequeños “surcos” alineados. La información grabada está codificada en una espiral desde el centro hasta el borde exterior. Medio utilizado para almacenar información no volátil, la cual se lee de forma óptica.

Historia

El disco compacto fue creado por el holandés Kees Immink, de Philips, y el japonés Toshitada Doi, de Sony, en 1979. Al año siguiente, Sony y Philips, que habían desarrollado el sistema de audio digital Compact Disc, comenzaron a distribuir discos compactos, pero las ventas no tuvieron éxito por la depresión económica de aquella época. Entonces decidieron abarcar el mercado de la música clásica, de mayor calidad. Comenzaba el lanzamiento del nuevo y revolucionario formato de grabación audio que posteriormente se extendería a otros sectores de la grabación de datos. El 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.

En 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 de ABBA, 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. La producción de discos compactos se centralizó por varios años en los Estados Unidos y Alemania de donde eran distribuidos a todo el Mundo, ya entrada la década de los noventas se instalaron fábricas en diversos países. Por ejemplo, en 1992 Sonopress produjo en México el primer CD de Título "De Mil Colores" de Daniela Romo.

En el año 1984, los CDs salieron al mundo de la informática, permitiendo almacenar hasta 700 MB. El diámetro de la perforación central de los discos compactos fue determinado en 15 mm, cuando entre comidas, los creadores se inspiraron en el diámetro de la moneda de 10 centavos de florín de Holanda. En cambio, el diámetro de los discos compactos es de 12 cm, lo que corresponde a la anchura de los bolsillos superiores de las camisas para hombres, porque según la filosofía de Sony, todo debía caber allí.

Capacidad

En un CD-ROM estándar se puede grabar desde 650 o 700 y en algunas ocasiones 800 MB de datos. Este medio de almacenamiento y transportador de datos es popular para la distribución de software, especialmente aplicaciones multimedia, y grandes bases de datos; y pesa menos de 30 gramos.

Almacenamiento y Limpieza

Para que el disco almacene todos los datos en forma íntegra y por muy largo tiempo, es necesario conservar el disco en los empaques o lugares correctos. La parte (o las partes) reflectivas del disco deben estar limpias y libres de rayaduras, para evitar la pérdida de datos. Es recomendable transferir los datos de un disco antiguo o erosionado, a otro disco limpio o nuevo, antes de que se pierdan todos los datos con el tiempo.

Sólo se recomienda limpiar el disco si está muy sucio y aparecen saltos de imagen y/o sonido, o errores de lectura. Ya que los sistemas de corrección de errores pueden leer los datos a través de una cantidad moderada de arañazos y/o huellas.

Si el disco está solamente sucio, es recomendable limpiarlo con un paño suave (o de algodón) en movimientos de una sola dirección, desde el centro del disco hacia afuera. Nunca debería limpiarse un disco con movimientos circulares, para evitar que la suciedad o el polvo dañen los datos del disco. Si el disco está demasiado sucio, es conveniente sumergirlo en agua y limpiarlo a continuación, tras lo cual se ha de dejar secar muy bien antes de leer o grabar en él (es desaconsejable usar un secador de cabello para esto, ya que el aire caliente produce vapor que podría deformar el disco). Si el disco está rayado y sucio, es recomendable limpiarlo de la manera que aplique la condición, e intentar la lectura del disco. Si no ocurren errores de datos, o la mayoría de los datos están íntegros, es muy recomendable copiar los mismos en otro disco nuevo o en otro medio, como un disco duro o pendrive.

El mejor empaque para el disco es en el que viene el disco al ser adquirido. También pueden utilizarse portadiscos o álbumes de discos (siempre cuando sean de buena calidad).

Nunca ha de escribirse o pintarse el disco por su cara de lectura (la no serigrafiada), para evitar errores de lectura o escritura. Pueden identificarse los discos en la parte especializada (en las instrucciones o en el disco) con un marcador especial y nunca con lápiz o bolígrafo, para evitar la provocación de grietas en el disco.

No deberían pegarse papeles o adhesivos en el disco, salvo que se trate de sistemas de etiquetado específicamente diseñados para este soporte. Un adhesivo no simétrico respecto al centro del disco podría desplazar su centro de masas y producir vibraciones no deseadas durante su lectura.

En algunos casos es probable que un disco muy dañado o agrietado se rompa dentro de la unidad de lectura o escritura del disco. En ese caso, conviene apagar el dispositivo o el equipo y contactar con alguna persona especializada, para así evitar más daños. Si no hay disponible ninguna persona especializada puede retirarse la unidad de lectura o escritura del equipo, hasta tener otra disponible.

Multisesión

Desde hace tiempo han surgido programas computacionales para grabar CD que nos permiten utilizar un disco CD-R como si de un disco regrabable se tratase. Esto no quiere decir que el CD se pueda grabar y posteriormente borrar, sino que se puede grabar en distintas sesiones, hasta ocupar todo el espacio disponible del CD.

Los discos multisesión no son más que un disco normal grabable, ni en sus cajas, ni en la información sobre sus detalles técnicos se resalta que funcione como disco Multisesión, ya que esta función no depende del disco, sino como está grabado.

Si se graba un CD y este no es finalizado, podemos añadirle una nueva sesión, desperdiciando una parte para separar las sesiones (unos 20 MB aproximadamente).

Haremos que un CD sea multisesión en el momento que realizamos la segunda grabación sobre él, este o no finalizado, sin embargo, al grabar un CD de música automáticamente el CD-R queda finalizado y no puede ser utilizado como disco Multisesión.

No todos los dispositivos ni los sistemas operativos, son capaces de reconocer un disco con multisesión, o que no esté finalizado.

Diferencias entre CD-R multisesión y CD-RW

Puede haber confusión entre un CD-R con grabado multisesión y un CD-RW. En el momento en que un disco CD-R se hace multisesión, el software le dará la característica de que pueda ser utilizado en múltiples sesiones, es decir, en cada grabación se crearán «sesiones», que sólo serán modificadas por lo que el usuario crea conveniente. Por ejemplo, si se ha grabado en un CD-R los archivos prueba1.txt, prueba2.txt y prueba 3.txt, se habrá creado una sesión en el disco que será leída por todos los reproductores y que contendrá los archivos mencionados. Si en algún momento no se necesita alguno de los ficheros o se modifica el contenido de la grabación, el programa software creará una nueva sesión, a continuación de la anterior, donde no aparecerán los archivos que no se desee consultar, o se verán las modificaciones realizadas, es decir, es posible añadir más archivos, o incluso quitar algunos que estaban incluidos. Al realizar una modificación la sesión anterior no se borrará, sino que quedará oculta por la nueva sesión dando una sensación de que los archivos han sido borrados o modificados, pero en realidad permanecen en el disco.

Obviamente las sesiones anteriores, aunque aparentemente no aparecen permanecen en el disco y están ocupando espacio en el mismo, esto quiere decir que algún día ya no será posible «regrabarlo», modificar los archivos que contiene, porque se habrá utilizado toda la capacidad del disco.

A diferencia de los CD-R, los discos CD-RW sí pueden ser borrados, o incluso formateados (permite usar el disco, perdiendo una parte de su capacidad, pero permitiendo grabar en el ficheros nuevos). En el caso de utilizar un CD-RW cuando borramos, lo borramos completamente, se pueden hacer también borrados parciales, que necesitan una mayor potencia del láser para volver a grabarse. Un disco CD-RW se puede utilizar como un disquete, con software adecuado, siempre que la unidad soporte esta característica, se pueden manipular ficheros como en un disquete, con la salvedad de que no se borra, sino que al borrar un fichero este sigue ocupando un espacio en el disco, aunque al examinarlo no aparezca dicho archivo. Los discos CD-RW necesitan más potencia del láser para poder grabarse, por esta razón los discos regrabables tienen una velocidad de grabación menor que los discos grabables (tardan más en terminar de grabarse).

Los DVD-RW, DVD+RW funcionan de manera análoga, los DVD-RAM también, pero están diseñados para escritura como con los disquetes.

Maneras de acomodar datos en un CD-ROM.

La más popular se encuentra definida en el estándar internacional ISO 9660. Este estándar especifica un sistema de archivos mínimo, que incluso es más tosco que el que usa MS-DOS. Por otro lado, es tan mínimo que cualquier sistema operativo debería ser capaz de mapearlo hacia su sistema nativo. Para un uso normal UNIX no puede utilizar el sistema de archivos ISO 9660, así que se ha desarrollado una extensión del estándar, denominada extensión Rock Ridge. Rock Ridge permite nombres de archivo largos, enlaces simbólicos, y un montón de otros regalos, haciendo que un CD-ROM parezca más o menos como cualquier sistema de archivos UNIX contemporáneo. Mejor aún, un sistema de archivos Rock Ridge todavía es un sistema de archivos ISO 9660 válido, posibilitando su uso también en sistemas no UNIX. Linux soporta tanto ISO 9660 como la extensión Rock Ridge; ambas son reconocidas y utilizadas automáticamente. De todas formas, el sistema de archivos es tan sólo la mitad de la batalla. La mayoría de los CD-ROM contienen datos que requieren un programa especial para acceder a ellos, y la mayoría de estos programas no funcionan en Linux (excepto posiblemente bajo dosemu, el emulador Linux de MS-DOS, o wine, el emulador de Windows). También está VMWare, un producto comercial que emula mediante software una máquina x86 completa ) Un dispositivo CD-ROM se accede a través del correspondiente archivo de dispositivo. Hay varias formas de conectar un CD-ROM a un ordenador: vía SCSI, a través de una tarjeta de sonido, o mediante EIDE. Las técnicas hardware necesarias para hacer esto caen fuera del objetivo de este libro, pero el tipo de conexión determina el archivo de dispositivo.

Elemento más codiciado por los usuarios

El CD-ROM es el segundo elemento más codiciado por los usuarios de ordenadores personales. El gran sueño de tener muchísima información almacenada en muy poco espacio se hace realidad con las enciclopedias multimedia en disco CD-ROM que además de incluir información textual y gráfica como las enciclopedias tradicionales, incorporan sonido, vídeo y un potente sistema de búsqueda, que es realmente lo más útil para un usuario de enciclopedias. Con las unidades de CD-ROM pasa algo parecido a lo que ocurre con las tarjetas de sonido. Es más difícil perderse debido a que son menos las características que hay que tener en cuenta. Las características en las que debes fijarte a la hora de comprar una unidad de CD-ROM son las siguientes:

Instalación

Las unidades de CD-ROM pueden ser de instalación interna o externa. Las ventajas de una sobre otra depende del uso que se le vaya a dar. Si tenemos varios ordenadores podemos tener una unidad externa para transportarla y utilizarla con todos. Si no tenemos espacio disponible en el ordenador para instalarla (cosa rara pero ocurre a veces) la solución es una instalación externa (o una caja más grande ;-) ). La mayoría de los casos aplicarán una instalación interna.

Interfaz

Es el tipo de conexión y modo de funcionamiento eléctrico que utilizan. El CD-ROM necesita un interfaz para transferir los datos al ordenador y hay diferentes tipos: Creative, Panasonic, Sony, E-IDE, Mitsumi, DMA/33 y SCSI. Si queréis añadir un CD-ROM y disponéis ya de tarjeta de sonido consultad las especificaciones técnicas y comprobad de qué clase es el interfaz que incorpora para poder elegir correctamente la unidad de CD. El interfaz E-IDE permite conectar el CD-ROM a la controladora de disco duro como si se tratara de un segundo disco duro.

Velocidad

Es uno de los aspectos más importantes. Está claro que cuanta mayor sea la velocidad, mejor será la respuesta del sistema a la hora de leer datos y reproducir sonido y vídeo desde el CD. Los valores que se han ido tomando, son 1x, 2x, 3x, 4x, 6x, 8x, 10x, 12x, 14x, 16x, 18x, 24x, 28x, 32x, 36x y 40x. La x hay que sustituirla por 150 Kb/seg. Os recomendamos, hoy por hoy, que compréis a partir de un 32x ya que los demás casi no se fabrican y los precios de los más rápidos son cada vez más bajos.

Velocidad de acceso

Es el tiempo medio que tarda la unidad en acceder a los datos cuando se los pedimos. Los valores típicos oscilan entre 100-250 ms. Está claro que cuanto menor sea el valor, mejor.

Tamaño del buffer

El buffer es una memoria especial que se encarga de transferir la información del CD al interfaz. No se trata de una memoria caché, pero permite enviar datos en paquetes más grandes, con lo que se logran mayores transferencias (pero no milagrosas). Los valores típicos van desde los 64 a los 512 Kb.

Compatibilidad

CD-XA, CD-1 (M2, F2), PhotoCD, multisesión, CD grabable y regrabable, son distintos tipos de CD-ROM que se pueden leer en una unidad que especifique qué es compatible con estos sistemas. Por ejemplo CD-XA quiere decir arquitectura avanzada; CD-I puede leer CD-I de Phillips y Video CD. PhotoCD lee el formato multisesión de discos de fotografías Kodak. Hay algunas unidades que permiten leer discos Macintosh para poder utilizarlas en este tipo de unidades.

Inserción de CD

Por bandeja y por Caddy. El Caddy es una especie de caja en la que se inserta el CD para después introducirlo en la unidad. La ventaja principal es que las unidades que utilizan Caddy cogen menos polvo y se pueden colocar en posición vertical, cosa que es imposible hacer con una unidad de bandeja. Estas últimas son con las que posiblemente nos encontremos en las tiendas.

Controladora propia

Hay algunos CD-ROM que incluyen controladora propia bien sea porque no se ajustan a los interfaces más utilizados, o bien porque utilizan interfaz E-IDE y tenemos cuatro discos duros instalados, no siendo posible su conexión a la controladora de disco duro.

Especificaciones del disco compacto

En 1984, las especificaciones del disco compacto se extendieron (con la publicación del Libro Amarillo para que se pudieran almacenar datos digitales.

Geometría del CD

Un CD (Disco Compacto) es un disco óptico de 12 cm de diámetro y 1,2 mm de espesor (éste puede variar entre 1,1 y 1,5) para almacenar información digital: hasta 650 MB de datos informáticos (lo que equivale aproximadamente a 300.000 páginas escritas) o 74 minutos de datos de audio. Posee un orificio circular de 15 mm de diámetro que permite centrarlo correctamente en el reproductor de CD.

La estructura de un CD

El CD está hecho de un sustrato plástico (policarbonato) y una capa metálica fina reflectante (oro de 24 kilates o una aleación de plata). La capa reflectante se halla recubierta por una terminación acrílica con protección contra rayos UV, creando de esta manera una superficie que favorece la protección de los datos. Por último, si se lo desea, puede agregarse una última capa que permite la impresión de datos del otro lado del CD.

La capa reflectante contiene pequeños baches. De esta manera, cuando el láser atraviesa el sustrato de policarbonato, la luz se refleja en la superficie reflectante. Sin embargo, lo que permite que se codifique la información es el acercamiento del láser a un bache. Esta información se almacena en 22188 pistas grabadas en distintas canaletas (aunque en realidad es una sola pista que se acerca en espiral hacia el centro).

Los CD adquiridos en los distintos comercios ya vienen impresos, es decir que los baches ya han sido creados mediante una inyección de plástico dentro de un molde que contiene a su vez el diseño deseado revertido. A continuación se aplica la capa metálica al sustrato de policarbonato y se procede a cubrirlo con una capa protectora. Por el contrario, los CD en blanco (CD-R) poseen una capa adicional (ubicada entre el sustrato y la capa metálica) con un tinte que puede ser marcado (o "quemado") por un láser de alta potencia (10 veces más potente que el que se usa para leerlos). La capa con el tinte es la encargada de absorber o reflejar el haz de luz emitido por el láser.

Los tintes utilizados con más frecuencia son los siguientes:

  • Cianina de color azul, de parece verde cuando la capa metálica se hace con oro · Talocianina de color verde claro, de apariencia dorada cuando la capa metálica se hace con oro·
  • Azo de color azul oscuro

Teniendo en cuenta que la información no se almacena como hoyos sino como marcas coloreadas, se le agrega una canaleta previa en el disco en blanco afín de ayudar a la grabadora a seguir el camino trazado en espiral, de tal modo, que no resulta necesaria la presencia de mecanismos de alta precisión en las grabadoras de CD. Además, esta canaleta previa sigue una onda sinusoidal llamada oscilación, que posee una amplitud de +/-0,03 µm (30 nm) y una frecuencia de 22,05 kHz. La oscilación permite a su vez informar a la grabadora la velocidad a la que puede grabar. Esta información se denomina ATIP (Tiempo absoluto en canaleta previa).

Funcionamiento

El cabezal de lectura se compone de un láser (Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) que emite un haz de luz y una celda fotoeléctrica cuya función es la de capturar el haz reflejado. Los reproductores de CD utilizan un láser infrarrojo (que posee una longitud de onda de 780 nm), ya que es compacto y asequible. Una lente situada a proximidad del CD enfoca el haz del láser hacia los hoyos. Un espejo semi-reflectante permite que la luz reflejada alcance la celda fotoeléctrica, como lo explica el siguiente diagrama:
Un brazo desplaza el espejo permitiendo que el cabezal de lectura pueda acceder a todo el CD-ROM. Un CD tiene dos modos de funcionamiento básicos:

  • Lectura a velocidad constante lineal (o CLV). Se trata del modo de funcionamiento de las primeras unidades de CD-ROM, que se basaban en el funcionamiento de los reproductores de CD de audio e incluso de los platos giratorios antiguos. Cuando un disco gira, las canaletas se acercan al centro de manera más lenta que las canaletas del borde exterior, de modo tal que la velocidad de lectura (y por lo tanto la velocidad a la que gira el disco) se ajusta en base a la posición radial del cabezal de lectura. En este proceso, la densidad de la información es la misma en todo el disco, por lo que se produce un aumento en la capacidad. Los reproductores de CD de audio tienen una velocidad lineal entre 1,2 y 1,4 m/s.
  • La lectura a una velocidad angular constante (CAV) consiste en ajustar la densidad de la información de acuerdo a la ubicación de los datos afín de lograr que la velocidad de rotación sea la misma en cada punto del disco. Esto significa que la densidad de la información será más baja en el borde del disco y mayor cerca del centro. La velocidad de lectura de la unidad de CD-ROM correspondía originalmente a la velocidad de un reproductor de CD de audio, es decir una velocidad de 150 kB/s. Esta velocidad se adoptó como referencia y se denominó 1x. Las generaciones posteriores de unidades de CD-ROM se han caracterizado por tener múltiplos de este valor. La siguiente tabla muestra la velocidad de lectura por cada múltiplo de 1x:



Velocidad de lectura
Tiempo de respuesta
1x
150 kB/s
400 a 600 ms
2x
300 s
200 a 400 ms
3x
450 s
180 a 240 ms
4x
600 s
150 a 220 ms
6x
900 s
140 a 200 ms
8x
1200 s
120 a 180 ms
10x
1500 s
100 a 160 ms
12x
1800 s
90 a 150 ms
26x
2400 s
80 a 120 ms
20x
3000 s
75 a 100 ms
24x
3600 s
70 a 90 ms


Codificación de la información

La pista física tiene baches de de 0,168 µm de profundidad y 0,67 µm de ancho, con longitud variable. Los "anillos" en el espiral se hallan separados por una distancia de 1,6 µm. La denominación hoyos se utiliza para hacer referencia a las depresiones en la canaleta y las mesetas constituyen justamente los espacios existentes entre ellos.
El láser que se utiliza para leer el CD posee una longitud de onda de 780 nm cuando se desplaza por aire. Como el índice de refracción del policarbonato es de , la longitud de onda del láser en el policarbonato equivale a 780/1,55=503 nm = 0,5 µm. Teniendo en cuenta que la profundidad de la canaleta es un cuarto de la longitud de onda del haz del láser, la onda de luz reflejada por un hoyo se desplaza de vuelta la mitad de la longitud ( de longitud para llegar al disco y lo mismo para volver) de la onda reflejada en la meseta.


De esta manera, cada vez que el láser alcanza el nivel de una canaleta con hoyos, la onda y su reflejo se encuentran desfasados por la mitad de la longitud de onda anulándose entre sí (interferencia destructiva), de modo que todo sucede como si la luz nunca se hubiese reflejado. El movimiento de un hoyo a una meseta produce a su vez una caída de la señal, que representa un bit. Es la longitud de la canaleta la que permite almacenar la información. El tamaño de un bit en un CD ("S") se halla estandarizado y corresponde a la distancia recorrida por el haz de luz en 231,4 nanosegundos, o 0,278 µm y la velocidad estándar mínima de 1,2 m/s.
A partir del estándar EFM (Modulación de ocho a catorce), que se utiliza para almacenar información en un CD, siempre debe haber al menos dos bits configurados en 0 entre dos bits 1 consecutivos y no puede haber más de 10 bits consecutivos en cero si se pretende evitar errores. Esta es la razón por la que la longitud de una canaleta (o meseta) resulta mayor o igual a la longitud necesaria para almacenar el valor OO1 (3S ó 0,833 µm) y menor o igual a la longitud del valor 00000000001 (11S ó 3,054 µm).

Estándares

Existen numerosos estándares que describen la manera en la que debe almacenarse la información en un disco compacto según el uso que se le dará. Estos estándares están referenciados en documentos llamados libros y cada uno tiene un color asignado:

  • Libro rojo (también conocido como Audio de libro rojo): fue desarrollado en el año 1980 por Sony y Philips y describe el formato físico de un CD y el método de codificación para un CD de audio (a veces denominado CD-DA, Disco compacto - Audio digital). Define una frecuencia de muestra de 44,1 kHz y 16 bits de resolución (en estéreo) para grabar datos de audio.
  • Libro amarillo: se desarrolló en el año 1984 para describir el formato físico de los CD de datos (CD-ROM, Disco compacto - Memoria de sólo lectura). Incluye dos modos:
  • CD-ROM Modo 1, utilizado para almacenar datos con corrección de errores (ECC, Código de corrección de errores) y permite evitar la pérdida de datos por degradación del disco.
  • CD-ROM Modo 2, utilizado para almacenar datos gráficos, de video y de audio comprimidos. Para poder leer este tipo de CD-ROM, una unidad debe ser compatible con Modo 2.
  • Libro verde: las especificaciones físicas para un CD-I (CD Interactivo de Philips).
  • Libro naranja: formato físico para CD grabables. Se divide en tres secciones:
  • Parte I: el formato CD-MO (discos magneto-ópticos)
  • Parte II: el formato CD-WO (discos de escritura única, actualmente llamados CD-R)
  • Parte III: el formato CD-RW (CD Regrabable)
  • Libro blanco: formato físico para CD de video (VCD).
  • Libro azul: formato físico para los CD "Extra" (CD-XA)

Estructura lógica

El Libro naranja establece que un CD-R, ya sea un CD de audio o bien un CD-ROM, está constituido por tres áreas que forman el área de información:

  • La zona de entrada (a veces llamada LIA) contiene únicamente información que describe el contenido del disco en la tabla de contenidos (TOC). La zona de entrada se extiende a partir de un radio de 23 mm partiendo desde el borde a un radio de 25 mm. Este tamaño se vuelve obligatorio debido a la necesidad de almacenar información en un máximo de 99 pistas aproximadamente. La zona de entrada permite que el reproductor/unidad de CD siga los hoyos en espiral para sincronizarse con los datos situados en la zona de programa.
  • La Zona de programa es la sección del disco que contiene los datos. Comienza a 25 mm del centro, extendiéndose a un radio de 58 mm. Puede contener el equivalente a 76 minutos de datos de audio. La zona de programa puede a su vez contener hasta 99 pistas (o sesiones), cada una de una duración mínima de 4 segundos.
  • La Zona de salida (o LOA) no contiene datos (silencio en un CD de audio) y marca la finalización de un CD. Comienza a un radio de 58 mm y debe poseer un ancho mínimo de 0,5 mm (de radio). La zona de salida debe, de esta manera, contener al menos 6750 sectores o 90 segundos de silencio a la velocidad mínima (1x).

Además de las zonas descritas anteriormente, un CD-R contiene un PCA (Área de calibrado de potencia) y un PMA (Área de memoria del programa). Juntos constituyen el SUA (Área del usuario del sistema). El PCA puede ser interpretado como un área de prueba para el láser, para que se pueda calibrar su potencia según el tipo de disco que se esté leyendo. Esta área permite que se vendan los CD en blanco, los cuales usan a su vez diferentes tintes y capas de reflexión. Cada vez que se reajusta, la grabadora reconoce que ha realizado una prueba. De esta manera, se permiten hasta 99 pruebas por disco.

Sistema de archivos

El formato del CD (o más precisamente el sistema de archivos) describe la manera en que se encuentran almacenados los datos en la zona de programa.

El primer sistema de archivos para CD fue el High Sierra Standard.

El formato ISO 9660, estandarizado en 1984 por la ISO (Organización Internacional de Estándares), retoma el High Sierra Standard para definir la estructura de archivos y carpetas en los CD-ROM. Se divide en tres niveles:

  • Nivel 1: Un CD-ROM ISO 9660 de nivel 1 formateado sólo puede contener archivos con nombres que contengan únicamente letras mayúsculas (A-Z), dígitos (0-9) y el carácter "_". Juntos, estos caracteres se denominan caracteres d. Los nombres de las carpetas pueden contener un máximo de 8 caracteres d y no pueden tener una profundidad mayor a 8 subcarpetas. Además, la norma ISO 9660 exige que cada archivo sea almacenado en el CD-ROM de forma continua, sin fragmentación. Se trata del nivel más restrictivo. El cumplimiento con el nivel 1 asegura que el disco será legible en una gran cantidad de plataformas.
  • Nivel 2: El formato ISO 9660 de nivel 2 exige que cada archivo sea almacenado como un flujo continúo de bytes, pero en cambio es más flexible con los nombres de archivos y permite los caracteres @ - ^ ! $ % & ( ) # ~ y una profundidad de hasta 32 subcarpetas.
  • Nivel 3: El formato ISO 9660 de nivel 3 no restringe los nombres de archivos y carpetas.


Microsoft también creó el formato Joliet, una expansión del ISO 9660 que permite utilizar nombres de archivos largos (LFN) de hasta 64 caracteres, que incluyen espacios y caracteres acentuados según la codificación Unicode).

El formato ISO 9660 Romeo es una opción de nomenclatura propuesta por Adaptec, por lo tanto independiente del formato Joliet. Permite almacenar archivos cuyos nombres pueden tener hasta 128 caracteres, pero no es compatible con la codificación Unicode.

El formato ISO 9660 RockRidge es una extensión de la nominalización del ISO 9660 que lo hace compatible con sistemas de archivos UNIX.

Con el objetivo de compensar las limitaciones del ISO 9660 (que lo hacen inadecuado para discos DVD-ROM), Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico (OSTA ha desarrollado el formato ISO 13346, conocido como UDF (Formato de disco universal).

Métodos de escritura

  • Monosesión: Este método crea una única sesión en el disco y no permite que se añadan datos nuevos más adelante.
  • Multisesión: A diferencia del método anterior, éste permite que el CD se escriba varias veces, creando una tabla de contenidos (TOC) de 14 MB para cada una de las sesiones.
  • Multivolumen: Es la grabación de tipo multisesión considera cada sesión como un volumen distinto.
  • Track At Once: Este método permite desactivar el láser entre dos pistas, creando de esta manera una pausa de dos segundos entre cada pista de un CD de audio.
  • Disc At Once: A diferencia del método anterior, este método escribe todo el CD a la vez (sin pausas).
  • Escritura de paquetes: Este método permite grabar los datos por paquetes.

Especificaciones técnicas

Una unidad de CD-ROM se define de la siguiente manera:

  •  Velocidad: la velocidad se calcula en relación a la velocidad de un reproductor de CD de audio (150 KB/s). Una unidad que puede alcanzar velocidades de 3000 KB/s será considerada de 20x (20 veces más rápido que una unidad de 1x).
  • Tiempo de acceso: representa el tiempo promedio para ir de una parte del CD a otra.
  • Interfaz: ATAPI (IDE) o SCSI

Grabación

Los discos ópticos presentan una capa interna protegida, donde se guardan los bits mediante distintas tecnologías, siendo que en todas ellas dichos bits se leen merced a un rayo láser incidente. Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones microscópicas de propiedades óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabación realizada en la escritura. Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos.

Grabado durante la fabricación

Se puede grabar un CD por moldeado durante la fabricación.

Mediante un molde de níquel (CD-ROM), una vez creada un aplicación multimedia en el disco duro de una computadora es necesario transferirla a un soporte que permita la realización de copias para su distribución.

Las aplicaciones CD-ROM se distribuyen en discos compactos de 12 cm de diámetro, con la información grabada en una de sus caras. La fabricación de estos discos requiere disponer de una sala «blanca», libre de partículas de polvo, en la cual se llevan a cabo los siguientes procesos. Sobre un disco finamente pulido en grado óptico se aplica una capa de material fotosensible de alta resolución, del tipo utilizado en la fabricación de microchips. Sobre dicha capa es posible grabar la información gracias a un rayo láser.

Una vez acabada la transcripción de la totalidad de la información al disco, los datos que contiene se encuentran en estado latente. El proceso es muy parecido al del revelado de una fotografía. Dependiendo de las zonas a las que ha accedido el láser, la capa de material fotosensible se endurece o se hace soluble al aplicarle ciertos baños.

Una vez concluidos los diferentes baños se dispone de una primera copia del disco que permitirá estampar las demás. Sin embargo, la película que contiene la información y está adherida a la placa de vidrio es blanda y frágil, por lo cual se hace imprescindible protegerla mediante un fino revestimiento metálico, que le confiere a la vez dureza y protección.

Finalmente, gracias a una combinación de procesos ópticos y electroquímicos, es posible depositar una capa de níquel que penetra en los huecos y se adhiere a la película rnetálica aplicada en primer lugar sobre la capa de vidrio. Se obtiene de este modo un disco matriz o «máster», que permite estampar a posterior miles de copias del CD-ROM en plástico. Una vez obtenidas dichas copias, es posible serigrafiar sobre la capa de laca filtrante ultravioleta de los discos imágenes e informaciones, en uno o varios colores, que permitan identificarlo. Todo ello, lógicamente, por el lado que no contiene la información.

La fabricación de los CD-ROMs de una aplicación multimedia concluye con el estuchado de los discos, que es necesario para protegerlos de posibles deterioros. Al estuche se añade un cuadernillo que contiene las informaciones relativas a la utilización de la aplicación.

Finalmente, la envoltura de celofán garantiza al usuario que la copia que recibe es original. Estos procesos de fabricación permiten en la actualidad ritmos de producción de hasta 600 unidades por hora en una sola máquina.

Pasos que sigue el cabezal para la 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 reflejada en el espejo atraviesa una lente y es enfocada sobre un punto de la superficie del CD.
  3. Esta luz incidente se refleja en la capa de aluminio, atravesando el recubrimiento de policarbonato. La altura de los salientes (pits) es igual en todos y está seleccionada con mucho cuidado, para que sea justo de la longitud de onda del láser en el policarbonato. La idea aquí es que la luz que llega al llano (land) viaje 1/4 + 1/4 = 1/2 de la longitud de onda (en la figura se ve que la onda que va a la zona sin saliente hace medio período, rebota y hace otro medio período, lo que devuelve una onda desfasada medio período ½ cuando va a la altura del saliente), mientras que cuando la luz rebota en un saliente, la señal rebota con la misma fase y período pero en dirección contraria. Esto hace que se cumpla una propiedad de la óptico-física que dice una señal que tiene cierta frecuencia puede ser anulada por otra señal con la misma frecuencia, y misma fase pero en sentido contrario por eso la luz no llega al fotorreceptor, se destruye a sí misma. Se da el valor 0 a toda sucesión de salientes (cuando la luz no llega al fotorreceptor) o no salientes (cuando la luz llega desfasada ½ período, que ha atravesado casi sin problemas al haz de luz que va en la otra dirección, y ha llegando al fotorreceptor), y damos el valor 1 al cambio entre saliente y no saliente, teniendo así una representación binaria. (Cambio de luz a no luz en el fotorreceptor 1, y luz continua o no luz continua 0).
  4. La luz reflejada se encamina mediante una serie de lentes y espejos a un fotodetector que recoge la cantidad de luz reflejada.
  5. La energía luminosa del fotodetector se convierte en energía eléctrica y mediante un simple umbral el detector decidirá si el punto señalado por el puntero se corresponde con un saliente (pit) o un llano (land).

Véase también=

Fuentes