Tecnologies òptiques

Els diferents dispositius d'emmagatzematge basats en tecnologia òptica son els següents:

• CD (Compact Disc)
• DVD (Digital Versatile Disc)
• HD-DVD (High Definition DVD: ha quedat desbancat pel BD)
• BD (Bluray Disc)

Funcionament

Els dispositius òptics funcionen utilitzant llum en forma de LASER (Light Amplification by Stimulation of Emission of Radiation). El làsser és una llum molt concentrada que permet que el feix de llum no es dispersi.

El feix làsser impacta sobre la superfície del disc, i al rebotar podem llegir si sobre el disc hi ha un land (L) o un pitt (P)

Com es pot veure a la figura, hi ha un emissor làsser que s'enfoca sobre el disc. El rebot de la llum es desvia amb una lent i es detecta el resultat en el detector.

Pitts i Lands

A la superfície del disc hi ha forats, anomenats PITTS (o "valls") i "planes" o LANDS. Aquests no son 1s i 0s directament, sinó que tenen un altre significat:

• Pitt (vall o forat): canvia el valor del bit.
• Land (plana): es manté el valor del bit.

Pista única i sectors

El CDROM només té una única pista en espiral. Això és degut a que ha estat pensat per lectura seqüencial de continguts audiovisuals (àudio, vídeo).

De totes maneres també té sectors o petits trams independents de dades. Cadascun d'aquests sectors conté un tram de sincronia i un de correcció d'errors (molt important, ja que al ratllar-se la superfície del disc s'en produeixen molts).

Història

El disc compacte o Compact Disc (CD) va ser creat per un neerlandès Kees Immik i el japonès Toshida Doi al 1979. L'any següent Sony i Philips, veient les possibilitats pel seu mercat musical, comença a distribuir disc compactes, però les vendes no van ser exitoses per la depressió econòmica d'aquella època. Com a curiositat, el forat central dels dics compactes, va ser determinat amb 15 mm, els creadors es van inspirar al diàmetre de la moneda de 10 centaus Florins Holandesos. Tot i ser un invent inicialment per música, ràpidament es va imposar el seu ús en la informàtica amb el nom que el coneixem CD-ROM que vol dir que és un disc compacte de només lectura.

Més dates sobre el CD:

• 1980: (llibre vermell) apareix el CD d'àudio comercialitzat
• 1983: (llibre blanc) s'estableix el format ISO9660 per gravar dades al CD, apareix el CD-ROM
• 1990: llibre taronja:
  • CD-R: gravables 1 sol cop amb tecnologia òptica (abans s'havien de crear amb un motllo).
  • CD-RW: Rewritable
  • CD-I: Interactiu (format per continguts multmèdia interactius com jocs, però no ha tingut gaire èxit).
• 1995: CD-extra o plus (combina dades i àudio)

El LaserDisc va sortir com un CD per a vídeo, però no va tenir gaire èxit perquè era car i els discs eren molt grossos. De fet, va aparèixer abans que el CD, i aquest es va basar amb la tecnologia del LaserDisc.

El DVD ("Digital Video Disc" o "Digital Versatile Disc") apareix l'any 1996. La seva creació es deguda al DVD FORUM que és una organització internacional formada per fabricants de programari i maquinari de tot el món. Per fi arribava l'era del vídeo digital a casa, ja que el DVD donava gran qualitat i un tamany del disc raonable (igual que el del CD).

El BD (Bluray Disc) i el HD-DVD de Toshiba (High Definition DVD) apareixen el 2006, donant lloc a la "guerra dels formats" en competició per aviam qui ocupava el mercat. Finalment el 2008 Toshiba va claudicar i es va adaptar al BD. Potser ha tingut més força el BD perquè ha estat desenvolupat per un consorci d'empreses fortes (BDA: Bluray Disc Association) entre les que es compten Dell, Hitachi, JVC, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK i Thomson. Però probablement el què l'ha fet més popular és que l'utilitzés la famosa PS3 (PlayStation 3) de Sony.

Capacitat

La capacitat dels diferents dispositius es resumeix al següent quadre:

Dispositiu	Capes	Dades	Multimèdia
CD	8 cm	215 MB	21 min. d'àudio
	12 cm (primera versió)	650 MB	74 min. d'àudio (simfonia nº9 de Beethoven)
	12 cm (darrera versió)	875 MB	100 minuts d'àudio
DVD-5	1 capa 1 cara	4,7 GB	1 film d'entre 1,5 i 2 hores.
DVD-9	2 capes 1 cara	8,5 GB
DVD-10	1 capa 2 cares	9,4 GB
DVD-18	2 capes 2 cares	17 GB
HD-DVD	1 capa	15 GB
	2 capes	30 GB
BD	1 capa	25 GB
	2 capes	50 GB

Velocitats

El CD es va pensar per música d'alta qualitat sense comprimir, el que després s'ha anomenat "qualitat CD":

• 16 bits per mostra
• 44.100 Hz de freqüència de mostreig (ha de passar de 20 kHz que és el llindar de percepció de la oïda humana).
• Estèrero (2 canals)

Fent uns càlculs, això ens dona:

1 segon d'àudio = 44.100 mostres/segon * 16 bits/mostra * 2 canals = 176,4 KB/s

Dit d'altra manera, 1 minut d'àudio equival aproximadament a 10 MB de dades.

Encara que la velocitat real és de 176,4 kB/s, les velocitats es solen donar com a múltiples de 150 KB/s. Per exemple, un gravador de 10x serien 1500 KB/s, etc.

DVD

El DVD té unes especificacions pensades per al vídeo amb una compressió d'alta qualitat. L'amplada de banda d'aquesta qualitat és de 1.32 MB/s (aquí va inclòs àudio i vídeo).

L'àudio del DVD es codifica a 48.000 Hz enlloc dels 44.100 Hz del CD, pero al DVD sí que es comprimeix amb format MPEG.

Fabricació

Bàsicament podem distingir 2 tipus de CDROMs:

• Fabricats amb motllo: els lands son forats de debò. Tenen un temps de vida molt més llarg, però calen dispositius més cars, amb un motllo o master que els "estampa". Només es realtiza en processos industrials.
• CD-R, DVD-R: els podem enregistrar amb aparells domèstics. En realitat els lands no son valls (forats) de debò, sinó simplement una regió que s'ha cremat i que no reflexa la llum. L'efecte que en resulta sobre el detector del làser és el mateix.