Dispositivos ópticos.

Dispositivos ópticos.
Son unidades de almacenamiento secundario consistente en un disco en el que se graba la información realizando unos pequeños hoyos en su superficie con un láser.

• Una capa de policarbonato  plástico que sujeta al resto del soporte.
• Una capa metálica reflectante (generalmente aluminio) donde se almacena la información.
• Una capa acrílica transparente situada sobre la anterior, que protege el conjunto.
• Una etiqueta situada en la cara que no almacena información.

Existen diferentes tipos de discos ópticos, pero la mayoría utilizan un soporte circular con las mismas dimensiones: 12 cm de diámetro, 1,2 mm de grosor y un agujero central de 1,5 cm de diámetro.

Su funcionamiento se basa en el uso de láser: la capa reflectante contiene pequeños hoyos (pits) y llanos (lands). Cuando el láser atraviesa el sustrato de policarbonato, la luz se refleja en la superficie reflectante si coincide con un llano, no  se refleja al coincidir con un hoyo. Así de codifica la información en binario. Para leer la información , se utiliza un láser emitido por un diodo y se detecta su reflejo con un fotodetector. Para escribir se utiliza un láser más potente. 

Hay tres tipos básicos de soporte:

• Los grabados en fábrica: una copia maestra, que es como un molde o plancha, sirve para estampar el resto de copias. Estas copias se leen por la parte inferior, mientras se estampan por la parte superior, la de la etiqueta. Las copias son de solo lectura (ROM).Por ejemplo:CD-ROM y DVD-ROM.
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  Los grabables una sola vez: en un grabador doméstico. Reciben el nombre de +R o -R, dependiendo de la tecnología empleada. La R viene de Recordable (grabable). El láser quema ciertas partes de la superficie para que no reflejen la luz y por ellos solo se pueden grabar una vez.
  Por ejemplo: CD-R, CD+R, DVD-R y DVD+R.

• Los grabables varias veces: en un grabador doméstico. Son los +RW o -RW. La RW viene de Read (lectura) y Write (escritura). El láser provoca el calentamiento de ciertas partes de la superficie para que no reflejen la luz. Este proceso es reversible, por lo que se pueden grabar varias veces.
  Por ejemplo: CD-RW, CD+RW, DVD-RW y DVD+RW.

Compact Disc.

Los discos compactos fueron el primer tipo de disco óptico que se implantó de la forma masiva. Almacenan la información en una sola pista espiral que va desde el centro hasta el exterior, con una longitud de 6 km.Sus capacidades típicas son de 650 MB (74 min de audio) o 700 MB (80 min de audio), los hay de mayor capacidad (hasta 900 MB).

Fueron introducidos en el mercado del audio en 1980 por las empresas PHILLIPS y SONY, como alternativa a los discos de vinilo y casetes; por ello el primer formato fue CD-DA, formato dedicado al almacenamiento de pistas de audio que paulatinamente sustituyó a los otros soportes.

Después de un par de años de su lanzamiento, el CD comenzó a utilizarse también como soporte de datos en informática, lo que empezaron a implantarse nuevas tecnologías que aumentaban la tasa de transferencia y la capacidad. En 1984 de nuevo PHILLIPS y SONY lanzaron el CD-ROM que almacenan datos grabados de fábrica y que no se pueden borrar.

Los CD-ROM tienen muchas ventajas para almacenar y vender software, pero no permitía grabar datos propios del ordenador. Para eliminar esta restricción, en 1988 apareció el CD-R, que se puede grabar, una sola vez, mediante el ordenador. Es multisesión, es posible grabar datos en varias sesiones hasta que se decida finalizar la grabación.

Los CD-ROM se obtienen un buen soporte con pocas desventajas, las más importantes, su elevado precio. Por eso se pensó en desarrollar otro soporte que permitiese grabar y borrar datos varias veces, reciclar los CD y ahorrar. En 1996 apareció CD-RW, que es un CD que se puede graba y borrar varias veces en el propio ordenador. Grabar los datos no se llega a quemar la superficie del disco, sino que tan solo se alteran sus propiedades. Este proceso, es reversible, pero un número limitado de veces. También es multisesión.

Paralelamente, aparecieron otros formatos no tan extendidos como los anterior:

• En 1991 apareció el CD-I, un formato preparado para almacenar texto, vídeo, gráficos, audios y datos para utilizarse en juegos. Tuvo poco éxito, ya que cuando empezaron a salir los `rimeros juegos en este soporte, ya se habían generalizado otras consolas más económicas y potentes, como la PlaySatiton.
   
• También en 1991 SONY, PHILLIPS y MICROSOFT perfeccionaron el formato CD-ROM XA que mezclaban los formatos CD-ROM y CD-I para mejorar el tratamiento multimedia.
• En 1993, un consorcio de empresas electrónicas de Japón creo el VCD. Este formato vídeos en formato MPEG-1. Pueden llegar a almacenar unos 70 minutos de vídeos con una calidad similar a la de un vídeo VHS.
• Posteriormente apareció el SVCD. Este formato mejora la calidad del VCD, ya que permite el formato MPEG-2.

Unidades de CD.
Las unidades de CD-ROM son los dispositivos que se encargan de leer los datos incluidos en los CD, en su caso grabar datos en el discos siempre que sea de un tipo que permita la escritura. Internamente de los siguientes elementos:

El cabezal de lectura, está compuesto por una fuente emisora de láser, lente para enfocar el haz de láser y un  diodo sensible a la luz reflejada por el disco.

El motor o accionador del cabezal, sirve para desplazarlo sobre el disco hasta situarlo encima de la pista deseada.
El motor de rotación, que hace girar el CD-ROM. Tiene dos modos básicos de funcionamiento:

• Velocidad lineal constante. Utilizado por las primeras unidades de CD-ROM, hasta 12x. Estos CD, su densidad de información es la misma en todo el disco.Cada pista pasa siempre a la misma velocidad debajo del cabezal, lo que la velocidad de rotación del disco no será constante y variará en función de la pista que se esté leyendo.
• Velocidad angular constante. Se ajusta a la densidad de la información según la ubicación de los datos. Su velocidad de rotación del disco es constante. Se usa en lectores con velocidades superiores a 16x.

El mecanismo de carga del disco, puede implementarse mediante dos opciones:con bandeja de plástico o sin ella:

Todos estos elementos están dentro de una carcasa protectora que, en su parte delantera, suele incluir además de bandeja donde se deposita el disco (o la ranura donde se inserta), un conector para auriculares, una rueda para controlar el volumen, un botón para reproducir el  CD, otro para la reproducción y expulsar el disco y un led de uso. En su parte trasera, incluye todos los conectores necesarios: audio, alimentación, datos y, si su interfaz lo requiere.

Las unidades de CD tienen varias características que las definen y permiten diferenciar unas de otras.

Velocidad de lectura/escritura.
La velocidad de lectura de las primeras unidades de CD-ROM eran iguales que las de un reproductor de CD de audio, 150 KBps. Esta velocidad se adaptó como referencia y se denominó 1x. Las posteriores unidades de CD-ROM utilizan múltiplos de este valor. Por ejemplo un CD 12x tendrá una velocidad de 12 x 150=1 800 KBps. Las unidades que podemos encontrar en la actualidad utilizan velocidades muy superiores (hasta 72x).

Algunas solo permiten leer discos (las más antiguas), además de leer permiten grabar o hasta regrabar los datos. Se tiene que tener en cuenta que cada una de estas acciones se realiza a una velocidad determinada. Por lo que las unidades que permiten hacer varias acciones deberán indicar la velocidad a la que hacen cada una de ellas.

La velocidad de lectura es siempre la más alta, para leer los datos se utiliza un láser a menor intensidad. La grabación es poco más lenta, ya que el láser utilizado es de mayor potencia. La regrabación es la acción más lenta, ya que primero se deben borrar los datos anteriores y luego grabar los nuevos.

Ejemplos.
Velocidad de una unidad de CD.
Tenemos en nuestro equipo una unidad de CD con las siguientes velocidades: lectura 52x, escritura 48x, reescritura 36x.

Como vemos, las velocidades son diferentes, siendo más rápidas la velocidad de lectura que la de escritura y esta que la de reescritura. Dichas velocidades son:

• Lectura:52 x 150= 7800 KBps.
• Escritura:48 x 150= 7200 KBps.
• Reescritura: 36 x 150= 5400 KBps.

Algunos dispositivos utilizan la velocidad CAV, incluyen la expansión MAX para referirse a la velocidad, indicando que es la máxima velocidad a la que puede leer el dispositivo. En estos dispositivos la velocidad será mayor en las pistas exteriores, con menor densidad de datos que en las interiores.

Tiempo de acceso.
Es el tiempo que tarda la unidad en acceder a los datos grabados en el disco. Un tiempo promedio y va entre los 100 y los 250 milisegundos.

Tamaño del búfer.
De forma similar a lo que vimos en los discos duros, cuando los cabezales pueden leer los datos, el búfer almacena los bosques de datos contiguos que pueden ser queridos requeridos por la CPU, reduciendo el tiempo de acceso a los mismos. Cuanto mayor sea el búfer, mejor rendimiento tendrá el lector de CD-ROM, Un valor típico del búfer va entre 64 KB y 512 KB.

Interfaz.
La interfaz utilizada por la unidad es esencial, determinará aspectos como la rapidez en la transferencia de datos, los conectores utilizados, el coste, etc. Las interfaces más utilizadas para los dispositivos de CD son las IDE-SATA, las SATA y las SCSI.

Las IDE tienen como ventaja frente a las SCSI su bajo precio y la falta de  necesidad  de una tarjeta controladora adicional, pero presentan como desventajas su menor tasa de transferencia.

Por la naturaleza del interfaz IDE, si se conectan el CD al mismo canal que otro dispositivo el rendimiento de ambos disminuye, algo que no ocurre en las SCSI , permiten la conexión de varios dispositivos sin que vea penalizado el rendimiento de ninguno de ellos.