La tecnología óptica de almacenamiento por láser es bastante más reciente. Su primera aplicación comercial masiva fue el exitoso CD de música, que data de comienzos de la década de 1980. Los fundamentos técnicos que se utilizan son relativamente sencillos de entender: un haz láser va leyendo (o escribiendo) microscópicos agujeros en la superficie de un disco de material plástico, recubiertos a su vez por una capa transparente para su protección del polvo.

Realmente, el método es muy similar al usado en los antiguos discos de vinilo, excepto porque la información está guardada en formato digital (unos y ceros como valles y cumbres en la superficie del CD) en vez de analógico y por usar un láser como lector. El sistema no ha experimentado variaciones importantes hasta la aparición del DVD, que tan sólo ha cambiado la longitud de onda del láser, reducido el tamaño de los agujeros y apretado los surcos para que quepa más información en el mismo espacio; vamos, el mismo método que usamos todos para poder meter toda la ropa en una única maleta cuando nos vamos de viaje…

La principal característica de los dispositivos ópticos es su fiabilidad. No les afectan los campos magnéticos, apenas les afectan la humedad ni el calor y pueden aguantar golpes importantes (siempre que su superficie esté protegida). Tan solo precisan un cierto cuidado frente al polvo y en general cualquier imperfección en su superficie, por lo que es muy recomendable que dispongan de funda protectora. De todas formas, un CD es mucho más probable que sobreviva aun lavado que un disquete, pero mejor no tener que probarlo.

La unidad de CD-ROM ha dejado de ser un accesorio opcional para convertirse en parte integrante de nuestro ordenador, sin la cual no podríamos ni siquiera instalar la mayor parte del software que actualmente existe, incluido el SO.

En primer lugar vamos a diferenciar entre lectores y grabadores. Los más flexibles son los últimos, ya que permiten trabajar en cualquiera de los tres modos y es el más recomendado. Es importante la velocidad de lectura y de grabación. Así tenemos que en unidades lectoras son habituales velocidades de 50X (esto es 50 veces la velocidad de un lector CD de 150 KB/s). En cuanto a las velocidades de grabación suelen estar sobre las 10X o 16X en grabadoras).

El tipo de bus, al igual que en los discos, este puede ser SCSI o UDMA. Aconsejamos SCSI (Ultra Wide) para entornos profesionales y Ultra DMA para los demás.

Capacidad de almacenamiento

Del número de sectores se obtiene la capacidad total de un CD-ROM. Hay varios números en circulación que van de 500 a 680 MB, y que depende de si se utiliza o no toda la superficie impresionable del CD-ROM.

Al principio, las prensas tenían problemas para trabajar en los 5mm exteriores del CD-ROM y por eso se dejaron sin utilizar. La capacidad se limitó por ello a 550 MB. Con el tiempo se llegó a poder aprovechar la anchura total del CD con lo que se pudo alcanzar la máxima capacidad de un CD-ROM, 682 MB.

Formatos lógicos de los CD

A la hora de ordenar los datos en un disco compacto, sea de grabación o de sólo lectura, se utilizan diversos formatos lógicos. Estos formatos tienen su correspondencia con los formatos físicos de los discos, aunque con matices.

En primer lugar, tenemos el formato Audio-CD, que fue el primero que apareció y se utiliza en los compactos de música.

El segundo formato en aparecer es el que se utiliza en los CD ROM, e incluye un sistema para corregir errores producidos por defectos en el disco, como huellas de dedos, rayadas, polvo, etcétera.

Este formato dio paso al estándar ISO-9660, que es uno de los más extendidos, ya que los datos grabados en discos CD bajo este estándar pueden ser leídos por una gran cantidad de sistemas operativos, como el MS-DOS, Windows 95 y 98, UNIX, MacOS, etc. Este estándar contempla varios niveles particulares a la hora de permitir nombres de ficheros y su situación.

• El primero de ellos solo permite nombres de ficheros y directorios de ocho caracteres, con algunas limitaciones.
• El segundo nivel permite nombres largos para archivos y directorios, pero no permite que los archivos en el disco estén fragmentados.
• El tercer nivel no tiene estas limitaciones.

Al margen de este estándar ISO-9660, han aparecido algunas variaciones, específicas de los propios sistemas operativos. Así, por ejemplo, Windows 95, 98 y NT 4 utilizan la especificación Joliet, que almacena en el disco un nombre de archivo corto y otro largo, algo imprescindible para poder utilizarlo bajo MS-DOS. Hay otra especificación de Microsoft, Romeo, que sólo contempla nombres largos.

En Unix se utiliza la extensión Rock-Ridge, mientras Apple tiene la Apple-ISO, utilizada en los ordenadores Macintosh.

Otros formatos lógicos son el Photo-CD, utilizado para almacenar fotografías, que se pueden leer tanto en ordenadores PC compatibles como Apple, así como en lectores CD-I que se conectan a la televisión.

Un Photo-CD no es un disco normal lleno de fotografías archivadas en este formato. Un disco así no funcionará en ningún lector de CD-I. Los verdaderos discos Photo-CD deben contener datos específicos, al margen de las propias fotos, para indicar a los aparatos lectores la forma de manipular las imágenes.

Por último, mencionar el formato de los CD en modo mixto, que almacenan sonido y datos. Este tipo de discos pueden ser utilizados tanto en lectores de audio como en ordenadores.

Software

En el caso de las regrabadoras necesitaremos un software que será el encargado de poder utilizar nuestra unidad como si de un disco duro se tratara. Normalmente este software ya nos vendrá con la unidad que compremos.

Si además queremos crear nuestros propios CD’s personalizados, existe en el mercado un amplio abanico de programas que nos permitirán crear nuestras propias grabaciones en casi todos los formatos.

El formato físico

El diámetro de estos discos es de 12cm y su espesor es de 1,2mm. El agujero que hay en medio del CD tiene un diámetro de 15mm. El CD tiene una capa metálica reflectante recubierta por una capa protectora a base de barniz transparente.

Las informaciones a almacenar se impresionan sobre la capa metálica en forma de los llamados pits y lands, que son pequeñas protuberancias y cavidades que representan los diferentes bits. Los pits y lands se alinean a lo largo de una única espiral que va desde dentro hacia fuera y cubre todo el CD. En contraposición a un disco de vinilo, un CD comienza su reproducción desde el margen interior y no desde el exterior .

Dado que los pits tienen una anchura de sólo 0,6μm (un μm o micrómetro corresponde a una millonésima de metro), las diferentes vueltas de esta espiral están separadas únicamente 1,6μm. Así pues, la densidad de un CD alcanza casi las 16.000 pistas por pulgada (tracks per inch, TPI), lo cual resulta difícilmente comparable con las 135 TPI que presentan los disquetes de alta densidad de 3,5″. La longitud de esta espiral es aproximadamente de 6 Km en los que se albergan no menos de dos billones de pits.

De la misma manera, el rayo de lectura debe ser también reducido para poder desenmarañar la secuencia de pits y lands. El diámetro del rayo es de 1μm y se estrecha por la longitud de onda de la luz que constituye el rayo.

Encabezamiento del CD

La superficie grabable de un CD se divide en tres partes: el “lead in”, la zona de datos, y el “lead out”. El lead in (el «encabezamiento») ocupa los cuatro primeros milímetros del CD en el margen interior y contiene una especie de índice. A continuación sigue la zona de datos que como mucho ocupa 33mm, dependiendo del nivel de ocupación del CD. Por último, la parte final la constituye la zona del lead out, que es como una especie de marca final. Se encuentra inmediatamente detrás del final de la zona de datos ocupada y tiene una anchura de un milímetro.

CD-R y CD-RW

CD-R (CD-Recordable)

También conocidos como CD-WO (CD-Write Once). Lo que diferencia estos cd’s es su capacidad, a nivel físico, de grabar varias sesiones, esto es la posibilidad de ser grabados varias veces una detrás de otra. Este estándar se publicó en la más joven de las especificaciones de la «serie arco iris», el Orange Book, en 1990.

Resulta fácil para los usuarios reconocer un CD grabable porque, al contrario que sus parientes de sólo lectura, su brillo no es plateado sino dorado. Puesto que el CD debe alcanzar una elevada reflexión, en esta capa, en lugar de los habituales pits y lands, se encuentra una sustancia de color cuyas propiedades de reflexión se determinan vía láser, simulando pits y lands consiguiendo de este modo que las unidades CD-ROM normales puedan ser capaces de leer estos CD.

Debido a su capacidad de ser grabado varias veces, la estructura de un CD-WO es necesariamente diferente a la de un CD-ROM normal. Mientras el comienzo de un CD-ROM normal está señalizado por la zona del lead in, en un CD-WO hay dos zonas que anteceden al lead in y que se utilizan para el ajuste fino del láser sobre cada CD.

En cada proceso de grabación de un CD-WO se escribe en el actual lead in una indicación detrás del actual lead out. Esta información se guarda en el TOC, que es parte del lead in. En el siguiente proceso de grabación del disco, el láser se posiciona inmediatamente detrás del lead out de la última zona y crea un nuevo volumen con su lead in, su zona de datos y su lead out. Como los lead in están relacionados a través de sus TOC, una unidad puede moverse por todo el CD y con ello recoger todo su contenido.

Muchos usuarios interesados en la grabación de CD habrán oído hablar del «libro rojo», «libro naranja», «libro verde», etc. a la hora de definir los distintos tipos de discos compactos que existen en el mercado.

Estos «libros» definen el formato físico de los discos y lo de los colores sólo es una anécdota que proviene de tiempos de la publicación de las primeras especificaciones de los discos compactos de audio, que se editaron en un libro con tapas rojas.

Precisamente, fueron los CD de audio, los populares discos de música, los primeros en aparecer a principios de los años 80. Sus especificaciones se recogieron en el «Red Book», o Libro Rojo y es el formato más popular en la actualidad, aunque ya se habla de su sustitución por otro tipo de discos de música con una mayor fidelidad de sonido.

En 1984 se presentó el «Libro Amarillo», que recoge la especificación de los populares CD ROM e incluye dos posibilidades. El Modo 1, que sólo se utiliza en el caso de grabaciones de datos y el Modo 2, que se utiliza para comprimir datos, imágenes, audio, video y almacenarlos en un mismo CD.

El «Libro Verde» es otra especificación que define el estándar de los Discos Compactos Interactivos, o CD-I. Este tipo de discos casi no se conocen en España, salvo una faceta de los mismos: los Photo-CD, para los que se vendieron en su momento algunos reproductores específicos que se enchufaban a la televisión y permitían ver fotografías digitalizadas y realizar diversos efectos, como zoom y otros.

A partir de este momento, se planteó la necesidad de contar con unas especificaciones para poder lanzar al mercado las primeras grabadoras de discos compactos, una demanda del mercado que las compañías del sector empezaron a satisfacer a principios de los años 90. Para ello se publicó el «Libro Naranja», que contempla diversos casos: los discos magneto ópticos, CD-MO, que fueron los primeros en utilizarse y popularizarse, pero que son diferentes a los discos grabables actuales, ya que utiliza soporte magnético.

Otro caso son los discos grabables, o CD-R, que son los discos que, gracias a una grabadora, pueden almacenar hasta 650 MB de información, aunque no se pueden borrar y volver a grabar. Este es el tercer caso contemplado en el «Libro Naranja»: los discos compactos regrabables, o CD-RW, que permiten grabar y borrar datos hasta 1.000 veces. El problema de este último tipo de discos es que no pueden ser leídos por muchas unidades lectoras antiguas de CD-ROM ni por muchos lectores de CD de música, como los que vienen en las cadenas musicales de alta fidelidad, equipos de coches o los lectores CD portátiles.

Con posterioridad, apareció el «Libro Blanco», que contempla la especificación de los conocidos como Video-CD, un tipo de discos que pueden almacenar hasta 70 minutos de video comprimido, de calidad equivalente, más o menos, a la de una cinta de video VHS. Este tipo de discos no han alcanzado mucha difusión en España, aunque si han sido populares en otros países, sobre todo de Asia. Su existencia ya está sentenciada con la aparición de los discos DVD.

El último libro de especificaciones es el «Libro Azul», que se publicó para permitir la existencia de los CD-Plus, también conocidos como CD-Extra. En este tipo de discos, hay varias pistas de sonido, grabadas según las especificaciones del «Libro Rojo», así como una pista de datos, como si fuera un CD ROM. Se puede utilizar tanto en un lector de CD de música como en un lector de CD ROM de ordenador .

Un ejemplo de este tipo de CD son los de algunos artistas actuales, que al margen de los temas musicales, incorpora un programa multimedia donde se pueden ver fotos, videos y datos.