Disco compacto

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CD
Compact Disc
Informacion
Tipo	Disco optico
Desarrollador	Philips Sony Microsoft TDK
Fecha de lanzamiento	1 de octubre de 1982 (Japon)[1] 1983 (Mundial)
Datos tecnicos
Dimensiones	12 cm (diametro del disco)
Codificacion	Senal digital
Mecanismo de lectura/escritura	Laser infrarrojo (750nm)
Almacenamiento	74-80 min (audio) o 640-700 MiB (datos)
Estandarizacion
Estandar	IEC 60908 (audio) ECMA-130 o ISO/CEI 10149 (datos)
Uso	Almacenamiento de audio, video o datos
Cronologia
Laserdisc (video) Casete (audio) Disquete (datos) CD DVD (video y datos) MP3 (audio) Memoria USB (datos)
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El disco compacto (conocido popularmente como CD por las siglas en ingles de Compact Disc) es un disco optico utilizado para almacenar datos en formato digital,^[2] consistentes en cualquier tipo de informacion (audio, imagenes, video, documentos y otros datos).

Tienen un diametro de 12 centimetros y un espesor de 1,2 milimetros. El modelo estandar puede almacenar hasta 74 minutos 33 segundos de audio o 650 MiB de datos, el modelo con capacidad extendida puede almacenar hasta 80 minutos de audio o 700 MiB de datos, existiendo variantes no estandar que pueden superar estas capacidades. Los mini-CD tienen un diametro de 8 cm, son usados para la distribucion de sencillos y software de controladores, guardando el estandar hasta 21 minutos de audio o 185 MiB de datos y el extendido hasta 24 minutos o 210 MiB de datos.

Esta tecnologia fue inicialmente utilizada para el CD audio, y mas tarde fue expandida y adaptada para el almacenamiento de datos (CD-ROM), de video (VCD y SVCD), la grabacion domestica (CD-R y CD-RW) y el almacenamiento de datos mixtos (CD-i, Photo CD y CD EXTRA). Tambien inicio el reemplazo de los cartuchos en las consolas de videojuegos siendo el caso mas exitoso el de PlayStation.

El disco compacto goza de popularidad en el mundo actual,^[3] especialmente en Asia, donde su exito persiste.^[4] En el ano 2007 se habian vendido 200 000 millones de CD en el mundo desde su creacion. Aun asi, los discos compactos se complementan con otros tipos de distribucion digital y almacenamiento, como las memorias USB, las tarjetas SD, los discos duros, el almacenamiento en la nube y las unidades de estado solido. Desde su pico en el ano 2000, las ventas de CD han disminuido alrededor de un 50 %.^[5]

El disco compacto es una evolucion del laserdisc. Los prototipos fueron desarrollados por Philips y Sony, primero de manera independiente y posteriormente de manera conjunta. Fue presentado en junio de 1980 a la industria, y se adhirieron al nuevo producto 40 companias de todo el mundo mediante la obtencion de las licencias correspondientes para la produccion de reproductores y discos.

En 1974, Lou Ottens, director del grupo de la industria de audio dentro de la corporacion tecnologica de Phillips tuvo la iniciativa de formar un grupo de proyecto de siete personas para desarrollar un disco de audio optico con un diametro de 20 cm con una calidad de sonido superior a la de los discos de vinilo grandes y fragiles. En marzo de 1974, durante una reunion del grupo de audio, dos ingenieros del laboratorio de investigacion de Philips recomendaron el uso de un formato digital en el disco optico de 20 cm, ya que se podria anadir un codigo de correccion de errores. No fue sino hasta 1977 que los directores del grupo decidieron establecer un laboratorio con la mision de crear un pequeno disco de audio digital optico y un pequeno reproductor. Se eligio la locucion <>, en consonancia con otro producto de Philips, el casete compacto. En lugar de los 20 cm de tamano original, el diametro de este disco compacto se fijo en 11,5 cm, que es el tamano de la diagonal de un casete compacto.

Mientras tanto, Sony mostro por primera vez publicamente un disco de audio digital optico en septiembre de 1976. En septiembre de 1978, la compania mostro un disco de audio digital optico con un tiempo de 150 minutos de reproduccion, grabado con una velocidad de muestreo de la senales de audio de 44.056 Hz, resolucion lineal de 16 bits y codigo de correccion de errores de cruz-entrelazado, especificaciones similares a las que mas tarde se establecieron en el formato del Compact Disc en 1980.

Mas tarde, en 1979, Sony y Philips crearon un grupo de trabajo conjunto de ingenieros para disenar un nuevo disco de audio digital. Liderados por Kees Schouhamer Immink y Toshitada Doi la investigacion impulso la tecnologia del laser y el disco optico que se inicio de forma independiente por las dos empresas. Despues de un ano de experimentacion y discusion, el grupo de trabajo produjo el Libro Rojo de estandar CD-DA. Publicado por primera vez en 1980, la norma fue adoptada formalmente por la Comision Electrotecnica Internacional como estandar internacional en 1987, con varias enmiendas que comenzaron a formar parte de la norma en 1996.

Philips contribuyo a la manufactura general, basado en la tecnologia del LaserDisc para incluir la Modulacion Ocho a Catorce (EFM por sus siglas en ingles), que ofrece una cierta resistencia a defectos tales como rasgunos y huellas dactilares, mientras que Sony contribuyo con el metodo de correccion de errores CIRC.

La Historia de Compact Disc,^[6] contada por un e miembro del grupo de trabajo, entrega antecedentes sobre las muchas decisiones tecnicas, incluida la eleccion de la frecuencia de muestreo, tiempo de reproduccion, y el diametro del disco. El grupo de trabajo estuvo formado por alrededor de cuatro a ocho personas, aunque segun Philips, el disco compacto fue "inventado colectivamente por un grupo grande de personas que trabajan como un equipo". La resolucion de audio quedo establecida en 16 bits a 44.1kHz debido a que de acuerdo al Teorema de Nyquist Shannon, se requiere al menos el doble de la frecuencia maxima audible para el ser humano (comprendida entre 20 y 20000 Hertz) para obtener un sonido de buena calidad.^[7]

En 1981, el director de orquesta Herbert von Karajan convencido del valor de los discos compactos, los promovio durante el Festival de Salzburgo, y desde ese momento empezo su exito. Los primeros titulos grabados en discos compactos en Europa fueron la Sinfonia alpina de Richard Strauss, los valses de Frederic Chopin interpretados por el pianista chileno Claudio Arrau, y el album The Visitors de ABBA. En 1983 se produciria el primer disco compacto para Estados Unidos por CBS (hoy Sony Music), siendo el primer titulo en el mercado, un album de Billy Joel.^[8] La produccion de discos compactos se concentro por varios anos en Japon y Alemania, de donde eran distribuidos a todo el mundo.

Fue el 1 de octubre de 1982 cuando Sony y Philips comenzaron a comercializar el disco compacto.^[1] Sony lanzo el primer reproductor de discos compactos, llamado CDP-101 en Japon en aquel ano y, un ano despues llegaria a los Estados Unidos, casi 100 anos despues de la invencion del fonografo,^[9] costando casi 1000 USD del momento.^[10]

Tras un catalogo inicial de 20 albumes, la cantidad de ventas aumentaron con el tiempo, superando al vinilo en 1981 y al casete en 1991.^[11] Inicialmente fueron lanzados en empaques alargados similares a los de los discos de vinilo, hecho que levanto muchas criticas, por lo que tras varios redisenos, fue descontinuado a favor de los empaques plasticos Jewel Box usados en la actualidad.^[12] En 1984 salieron al mundo de la informatica, permitiendo almacenar hasta 650 MB (74 min de CD-A) y, a finales de los 90, hasta 700 MB (80 min de CD-A). Con el paso del tiempo, los desarrolladores adoptaron el formato, al permitir guardar mas informacion que los disquetes, y ofrecer mayor seguridad al ser un medio no reescribible, previniendo incidentes como las infecciones con virus informaticos.^[13]

A pesar de que en la decada de los noventa ya existian varios intentos de usar el disco compacto como reemplazo del cartucho para las consolas de videojuegos como el CD-i, el Sega CD y el lector de CD-ROM para la consola Atari Jaguar, el primer exito en la adopcion fue logrado por Sony en su consola PlayStation. Producto de un proyecto cancelado en colaboracion con Nintendo, para agregar un lector de CD-ROM a su consola Super Nintendo, Sony continuo el desarrollo de forma completamente independiente y lanzo la PlayStation en el ano 1994 con gran exito. A pesar de que el CD-ROM poseia tiempos de carga mas largos que los cartuchos, era mas vulnerable a la pirateria y era mas propenso a los accidentes como aranazos y huellas, los inconvenientes fueron compensados por un costo de produccion mas bajo, mayor facilidad de almacenamiento y transporte y una mayor capacidad de 650 MB, permitiendo agregar mas informacion como musica y actuaciones de voz y extras como videos, en contraste con los cartuchos de su rival el Nintendo 64 con un maximo de 96 MB. El exito obligo a los fabricantes a adoptar los medios opticos, como Nintendo con su Gamecube lanzado en el ano 2001. Desde entonces, la mayoria de las consolas domesticas emplean medios opticos para distribuir sus titulos.^[14]

Por un tiempo, el disco compacto era un formato de solo lectura, hecho que limitaba la adopcion del formato y el reemplazo de los formatos anteriores. Fue entonces que se lanzaron los formatos grabables CD-R en 1991 y CD-RW en 1997. El CD-R usa un tinte organico permite grabar una sola vez sin la posibilidad de modificar ni borrar la informacion tras el grabado. Mientras que el CD-RW utiliza una aleacion de metales de cambio de fase para grabar y borrar la informacion varias veces.^{[15] [16]} Su adopcion fue un exito a finales de los anos noventa e inicio de los anos 2000 ya que permite copiar al almacenamiento del equipo las pistas de varios discos compactos de forma comprimida en MP3 para luego volverlas a grabar en discos en blanco de forma personalizada.^[11] Esto contribuyo a reducir los costos para el consumo de musica y confirmar el reemplazo del casete y el disquete.^[17] Posteriormente la aparicion de los lectores capaces de leer el formato MP3 permitio la creacion de discos con pistas grabadas en este formato, multiplicando la capacidad de los discos compactos hasta doce veces, abaratando y facilitando aun mas el acceso a la musica.^[18]

En el ano de 1999 Napster fue lanzado iniciando una revolucion en la industria musical al permitir a las personas intercambiar pistas musicales codificadas en archivos MP3. Debido a su exito, alcanzo un numero mayor a 80 millones de usuarios en su mejor momento^[19] e inicio el desarrollo de otros servicios similares como Kazaa, Megaupload^[20] y YouTube-mp3.^[21] A pesar del cierre de Napster en 2001 y su posterior reconversion a un servicio legal, su lanzamiento inicio la transicion del medio fisico al consumo digital.

En el ano de 1998 se lanzo el Eiger Labs MPMan F10 fabricado por la compania surcoreana Saehan y distribuida en Occidente por Eiger Labs.^[22] El dispositivo fue todo un exito hasta convertirse en una tecnologia dominante abanderada por el iPod de Apple. La tienda virtual de musica iTunes Store fue la mas exitosa al rebasar las ventas de discos compactos en 2005.^[23]

La aparicion de Spotify en 2006 y su exito como servicio de musica bajo demanda cambio la forma del negocio y consumo musical al presentarse como una forma de escuchar musica sin recurrir a practicas ilegales y sin usar espacio de almacenamiento rebasando las ventas de discos compactos en 2014^[24] y las de los archivos digitales en el ano siguiente.^[25] Por otro lado, debido a la influencia de la subcultura Hipster en la decada de los 2010 prevalecia la creencia de los vinilos como un formato superior de medios fisicos.^{[26] [27]} Como resultado, las ventas de los vinilos aumentaron a costa de los discos compactos en esta decada.^[28]

En el ano 2021 se registro un aumento en las ventas de discos compactos en Estados Unidos de 31.6 millones del ano 2020 a 46.6 millones en 2021 siendo la primera vez que registran un aumento desde el ano 2004.^[29] Esto implica un aumento de ventas que no se habia registrado en mas de 17 anos. Esto se debe a varios factores. Varios interpretes del momento como Adele, BTS y Taylor Swift ayudaron a promover el formato. En Asia el disco compacto registro una caida menor a la registrada en Occidente ayudando a mantener la vigencia del formato.^{[30] [31] [32]} Muchas personas aun valoran poseer sus albumes en un medio fisico siempre disponible sin importar el estado o la disponibilidad de una conexion a Internet ni realizar pagos continuos.^[33] Existen varias tiendas que aun venden musica en ese formato y medios en blanco ya sea de forma presencial o en linea. La gran mayoria de los lectores y unidades de DVD y Blu-Ray actuales aun pueden manejar los discos compactos asi como varias consolas de videojuegos.^{[34] [35] [36]} Otra razon es el creciente escepticismo respecto a los servicios de musica bajo demanda debido a problemas como el manejo arbitrario de los catalogos, los problemas con las licencias de los interpretes y disqueras, las dudas sobre la sustentibilidad de su modelo de negocios, las criticas hacia los algoritmos empleados, la controversia sobre las ganancias destinadas a los interpretes asi como las controversias relacionadas con los contenidos en sus catalogos y la fiabilidad de los servicios en linea.^{[37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45]}

A pesar de que puede haber variaciones en la composicion de los materiales empleados en la fabricacion de los discos, todos siguen un mismo patron: los discos compactos se hacen de un disco grueso, de 1,2 mm, de policarbonato de plastico, al que se le anade una capa reflectante de aluminio, utilizada para obtener mas longevidad de los datos. Asi se reflejara la luz del laser (en el rango de espectro infrarrojo, y por tanto no apreciable visualmente); posteriormente se le anade una capa protectora de laca, que actua como protector del aluminio y, opcionalmente, una etiqueta en la parte superior. Los metodos comunes de impresion en los CD son la serigrafia y la impresion ofset. 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 laseres grabar sobre ella, cosa que no se podria hacer sobre el aluminio con laseres de baja potencia.

• Velocidad de la exploracion: 1,2-1,4 m/s, equivale aproximadamente a entre 500 rpm y 200 rpm, en modo de lectura CLV (Constant Linear Velocity: 'Velocidad Lineal Constante').
• Distancia entre pistas: 1,6 um.
• Diametro del disco: 120 u 80 mm.
• Grosor del disco: 1,2 mm.
• Radio del area interna del disco: 25 mm.
• Radio del area externa del disco: 60 mm.
• Diametro del orificio central: 15 mm.
• Tipos de disco compacto:
  • Solo 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).

Un CD de audio se reproduce a una velocidad tal que se leen 150 KB por segundo. Esta velocidad base se usa como referencia para identificar otros lectores como los de ordenador, de modo que si un lector indica 24x, significa que lee 24 x 150 kB = 3.600 kB/s, aunque se ha de considerar que los lectores con indicacion de velocidad superior a 4x no funcionan con velocidad angular variable como los lectores de CD-DA, sino que emplean velocidad de giro constante, siendo el radio obtenible por la formula anterior el maximo alcanzable.

La lectora de CD, tambien llamada reproductor de CD, es el dispositivo optico capaz de reproducir los CD de audio, de video, de datos, etc. utilizando un laser que le permite leer la informacion contenida en dichos discos.

El lector de discos compactos esta compuesto de:^{[46] [16]}

• Un cabezal, en el que hay un emisor de rayos laser, que dispara un haz de luz hacia la superficie del disco, y que tiene tambien un fotorreceptor (foto-diodo) que recibe el haz de luz que rebota en la superficie del disco. El laser suele ser un diodo AlGaAs con una longitud de onda en el aire de 780 nm. (Cercano a los infrarrojos, nuestro rango de vision llega hasta aproximadamente 700 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 laser para evitar ceguera o danos a la vision, por lo que los lectores estan disenados para evitar que los consumidores logren ver la luz laser y se recomienda su reparacion solo por personal calificado^[16] . La longitud de onda dentro del policarbonato es de un factor n=1.55 mas pequeno 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 (Constant Linear Velocity), que es el sistema que ajusta la velocidad del motor de manera que su velocidad lineal sea siempre constante. Asi, cuando el cabezal de lectura esta cerca del borde el motor gira mas lento que cuando esta cerca del centro. Este hecho dificulta mucho la construccion del lector pero asegura que la tasa de entrada de datos al sistema sea constante. La velocidad de rotacion en este caso es controlada por un microcontrolador que actua segun la posicion del cabezal de lectura para permitir un acceso aleatorio a los datos. Los CD-ROM, ademas permiten mantener la velocidad angular constante, el CAV (Constant Angular Velocity). 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 algunos CD-ROM antiguos. DAC es Digital to Analogical Converter. Es decir un convertidor de senal digital a senal analogica, la cual es enviada a los altavoces. DAC's tambien hay en las tarjetas de sonido, las cuales, en su gran mayoria, tienen tambien un ADC, que hace el proceso inverso, de analogico a digital. Los lectores de CD-ROM posteriores descartan el DAC, enviando los datos de audio de forma digital por el cable de datos Serial ATA o USB para ser decodificados por el microprocesador y la tarjeta de sonido del equipo para luego enviar la salida de audio hacia los altavoces.
• Otros servosistemas, como el que se encarga de guiar el laser a traves de la espiral, el que asegura la distancia precisa entre el disco y el cabezal, para que el laser llegue perfectamente al disco, o el que corrige los errores, etcetera.

Pasos que sigue el cabezal para la lectura de un CD:^[47]

1. Un haz de luz coherente (laser) 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 disco a traves de un sistema optico; el haz central se mantiene sobre la pista, los otros dos quedan a ambos lados y son usados para el sistema de seguimiento automatico 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 esta seleccionada con mucho cuidado, para que sea 1/4 de la longitud de onda del laser en el policarbonato. La idea aqui es que la luz que se refleja en un pozo viaje 1/4 + 1/4 = 1/2 de la longitud de onda mas 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 transicion 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 practicamente nula. A lo largo de un pozo, o a lo largo de un llano, no hay cambios y la intensidad resultante es maxima. Los fotodetectores captan este cambio en la intensidad luminosa, convirtiendolo en energia electrica.
7. Para recuperar la senal, se suma la salida de los cuatro fotodetectores. Se asigna un 1 a las transiciones pozo-llano o llano-pozo (intensidad minima) y un 0 al interior de un pozo o un llano (intensidad maxima).
8. El flujo de bits asi leido se decodifica en el orden inverso en que fue codificado: primero pasa por un decodificador EFM, luego por dos niveles de deteccion de errores (Reed-Solomon), y por ultimo por una etapa de correccion de errores.
9. El autotracking se retroalimenta con la diferencia entre la intensidad detectada por cada sensor, para mantener el laser enfocado sobre la pista.

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

En la actualidad, incluso se ha desarrollado software que ayudan al grabado en las computadoras, igualmente, se ha anadido un metodo de grabacion de discos de musica y datos en los sistemas de Windows^{[48] [49]} asi como tambien en la aplicacion iTunes de Apple.^[50]

Se puede grabar un disco por moldeado durante la fabricacion.

Mediante un molde de niquel (CD-ROM), una vez creada una aplicacion multimedia en el disco duro o disco de estado solido de un equipo es necesario transferirla a un soporte que permita la realizacion de copias para su distribucion.

Las aplicaciones CD-ROM se distribuyen en discos compactos de 12 cm de diametro, con la informacion grabada en una de sus caras. La fabricacion de estos discos requiere disponer de una sala <>, libre de particulas de polvo, en la cual se llevan a cabo los siguientes procesos: sobre un disco finamente pulido en grado optico se aplica una capa de material fotosensible de alta resolucion, del tipo utilizado en la fabricacion de microchips. Sobre dicha capa es posible grabar la informacion gracias a un rayo laser. Una vez acabada la transcripcion de la totalidad de la informacion al disco, los datos que contiene se encuentran en estado latente. El proceso es muy parecido al del revelado de una fotografia.

Dependiendo de las zonas a las que ha accedido el laser, la capa de material fotosensible se endurece o se hace soluble al aplicarle ciertos banos. Una vez concluidos los diferentes banos se dispone de una primera copia del disco que permitira estampar las demas. Sin embargo, la pelicula que contiene la informacion y esta adherida a la placa de vidrio es blanda y fragil, por lo cual se hace imprescindible protegerla mediante un fino revestimiento metalico, que le confiere a la vez dureza y proteccion.

Finalmente, gracias a una combinacion de procesos opticos y electroquimicos, es posible depositar una capa de niquel que penetra en los huecos y se adhiere a la pelicula metalica aplicada en primer lugar sobre la capa de vidrio. Se obtiene de este modo un disco matriz o <>, que permite estampar a posterior miles de copias del CD-ROM en plastico inyectando policarbonato en el molde, rociando una delgada capa de alumino en los discos y aplicando laca protectora para resguardar los datos para posteriormente curar todo con luz utravioleta. Una vez obtenidas dichas copias, es posible serigrafiar sobre la capa de laca de los discos imagenes e informaciones, en uno o varios colores, que permitan identificarlo. Todo ello, logicamente, por el lado que no contiene la informacion. Todo en un proceso parcial o totalmente automatizado. La fabricacion de los CD-ROMs de una aplicacion multimedia concluye con el estuchado de los discos, que es necesario para protegerlos de posibles deterioros. Al estuche se anade un cuadernillo que contiene las informaciones relativas a la utilizacion de la aplicacion o extras como fotografias, promociones y letras de los interpretes.

Finalmente, la envoltura de celofan garantiza al usuario que la copia que recibe es original. Estos procesos de fabricacion permiten en la actualidad ritmos de produccion de hasta 600 unidades por hora en una sola maquina.

Otro modo de grabacion es por la accion de un haz laser (CD-R y CD-RW, tambien llamado CD-E).^{[16] [51] [52]} Para esto la grabadora crea unos pits y unos lands cambiando la reflectividad de la superficie del disco. Los pits son zonas donde el laser quema la superficie con mayor potencia, creando ahi una zona de baja reflectividad. Los lands, son justamente lo contrario, son zonas que mantienen su alta reflectividad inicial, justamente porque la potencia del laser se reduce. Segun el lector detecte una secuencia de pits o lands, tendremos unos datos u otros. Para formar un pit es necesario quemar la superficie a unos 250 degC. En ese momento, el policarbonato que tiene la superficie se expande hasta cubrir el espacio que quede libre, siendo suficientes entre 4 y 11 mW para quemar esta superficie, claro que el area quemada en cada pit es diminuta. Esto es posible ya que la superficie es distinta. En los discos grabables es un tinte organico. Para simular un pit, el grabador usa un rayo laser mas potente de lo normal para dejar marcas en el tinte organico para que absorban la luz laser en el lector y sean interpretados como ceros. En los discos regrabables esta formada en esencia por plata, telurio, indio y antimonio. Inicialmente cuando el disco se encuentra en blanco, esta superficie tiene una estructura policristalina o de alta reflectividad. Si el software le indica a la grabadora que debe simular un pit, entonces lo que hara sera aumentar con el laser la temperatura de la superficie hasta los 600 o 700 degC, con lo que la superficie pasa a tener ahora una estructura no cristalina o de baja reflectividad. Cuando debe aparecer un land, entonces se baja la potencia del laser para dejar intacta la estructura policristalina. Para borrar el disco se quema la superficie a unos 200 degC durante un tiempo prolongado (de 20 a 40 minutos) haciendo retornar a su estado cristalino inicial. Esto permite grabar y borrar informacion varias veces. El Libro Naranja requiere un minimo de 1000 reescrituras pero elementos como las huellas, la suciedad y los aranazos hacen el disco cada vez mas dificil de leer.^[53]

Los discos cuentan con dos areas de calibracion para calibrar el laser de acuerdo a las caracteristicas del disco: Una cercana al borde interior para calibrar la grabacion a baja velocidad y otra en el borde exterior para calibrar la grabacion en alta velocidad. Los resultados se guardan en el Area de Gestion de Grabaciones (RMA) que puede guardar hasta 99 calibraciones dejando el disco inservible tras rebasar esta capacidad. Pero en los discos CD-RW el area puede ser borrada.^[54]

El ultimo medio de grabacion de un disco es por la accion de un haz laser en conjuncion con un campo magnetico (discos magneto-opticos).

El disco magneto-optico consta de una capa ferromagnetica cubierta por una de plastico, y nunca hay contacto fisico con el. Los datos se graban en una aleacion metalica que se conoce como recubrimiento de cambio de fase.

Una muy pequena porcion de la superficie del disco es calentada con un laser mientras la zona se encuentra bajo la influencia de un campo magnetico. Cuando ese punto del recubrimiento de cambio de fase alcanza una temperatura critica conocida como de Curie (cerca de 180 degC) se modifica su estado de cristalizacion y la estructura del material se torna temporalmente "grabable" dentro de el. Aprovechando el cambio en el estado de cristalizacion, el flujo magnetico presente en la region reorienta los dominios magneticos dentro de esta zona temporalmente vulnerable de la aleacion metalica. Este ordenamiento es realizado en direcciones opuestas, en funcion de la informacion binaria, la cual de este modo queda almacenada permanentemente. Al salir de la zona de grabacion como producto de la rotacion del disco, el material se enfria rapidamente, y el magnetismo inducido que permanece en ese punto produce que no se recristalice adecuadamente, por lo que no vuelve a su estado original, cambiando asi su reflectividad. Si no hay presente ningun flujo magnetico intenso cuando el material alcanza la temperatura de Curie, su estructura cristalina se relaja y normaliza, produciendo el borrado de la informacion existente en ese punto.

Durante la lectura, el laser disminuye su potencia y se posiciona sobre el disco que, segun el estado magnetico de cada punto de la superficie, refleja la luz de forma diferente debido al efecto Kerr de birrefringencia. El rayo reflejado es detectado por un sensor de forma similar a la utilizada en los lectores de otros tipos de discos compactos.

Desde hace tiempo han surgido programas informaticos para grabar discos que nos permiten utilizar un disco CD-R como si de un disco regrabable se tratase. Esto no quiere decir que el disco se pueda grabar y posteriormente borrar, sino que se puede grabar en distintas sesiones, hasta ocupar todo el espacio disponible del mismo. Los discos multisesion no son mas que un disco normal grabable, ni en sus cajas, ni en la informacion sobre sus detalles tecnicos se resalta que funcione como disco Multisesion, ya que esta funcion no depende del disco, sino como esta grabado.

Si se graba un disco y este no es finalizado, podemos anadirle una nueva sesion, desperdiciando una parte para separar las sesiones (unos 20 MB aproximadamente). Haremos que un CD sea multisesion en el momento que realizamos la segunda grabacion sobre el, este o no finalizado, sin embargo, al grabar un CD de musica automaticamente el CD-R queda finalizado y no puede ser utilizado como disco Multisesion.

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

Puede haber confusion entre un CD-R con grabado multisesion y un CD-RW. En el momento en que un disco CD-R se hace multisesion, el software le dara la caracteristica de que pueda ser utilizado en multiples sesiones, es decir, en cada grabacion se crearan <>, que solo seran modificadas por lo que el usuario crea conveniente. Por ejemplo, si se ha grabado en un CD-R los archivos prueba 1.txt, prueba 2.txt y prueba 3.txt, se habra creado una sesion en el disco que sera leida por todos los reproductores y que contendra los archivos mencionados. Si en algun momento no se necesita alguno de los ficheros o se modifica el contenido de la grabacion, el programa software creara una nueva sesion, a continuacion de la anterior, donde no apareceran los archivos que no se desee consultar, o se veran las modificaciones realizadas, es decir, es posible anadir mas archivos, o incluso quitar algunos que estaban incluidos. Al realizar una modificacion la sesion anterior no se borrara, sino que quedara oculta por la nueva sesion dando una sensacion 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 estan ocupando espacio en el mismo, esto quiere decir que algun dia ya no sera posible <>, modificar los archivos que contiene, porque se habra utilizado toda la capacidad del disco. A diferencia de los CD-R, los discos CD-RW si pueden ser borrados, o incluso formateados (permite usar el disco, perdiendo una parte de su capacidad, pero permitiendo grabar en el archivos nuevos). En el caso de utilizar un CD-RW cuando borramos, lo borramos completamente, se pueden hacer tambien borrados parciales, que necesitan una mayor potencia del laser para volver a grabarse. Un disco CD-RW se puede utilizar como una memoria USB, con software adecuado o un sistema operativo que soporte tal capacidad como las ultimas versiones de Microsoft Windows,^[48] siempre que la unidad soporte esta caracteristica, se pueden manipular ficheros como en una memoria USB, con la salvedad de que no se borra, sino que al borrar un archivo este sigue ocupando un espacio en el disco, aunque al examinarlo no aparezca dicho archivo. Los discos CD-RW necesitan mas potencia del laser para poder grabarse, por esta razon los discos regrabables tienen una velocidad de grabacion menor que los discos grabables (tardan mas en terminar de grabarse). Los DVD-RW, DVD+RW, BD-RE, BD-RE DL y BD-RE XL funcionan de manera analoga, los DVD-RAM tambien, pero estan disenados para escritura como las memorias USB.

Una vez resuelto el problema de almacenar los datos, queda el de interpretarlos de forma correcta. Para ello, las empresas creadoras del disco compacto definieron una serie de estandares, cada uno de los cuales reflejaba un nivel distinto. Cada documento fue encuadernado en un color diferente, dando nombre a cada uno de los <> (Rainbow Books).

Para describir la calidad de un CD-ROM este es probablemente uno de los aspectos mas importantes. El tiempo de acceso se toma como la cantidad de tiempo que le lleva al dispositivo desde que comienza el proceso de lectura hasta que los datos comienzan a ser leidos. Este parametro viene dado por: la latencia, el tiempo de busqueda y el tiempo de cambio de velocidad (en los dispositivos CLV). Tengase en cuenta que el movimiento de busqueda del cabezal y la aceleracion del disco se realizan al mismo tiempo, por lo tanto no estamos hablando de sumar estos componentes para obtener el tiempo de acceso sino de procesos que justifican esta medida.

Este parametro depende directamente de la velocidad de la unidad de CD-ROM ya que los componentes de este tambien dependen de ella. La razon por la que el tiempo de acceso es mayor en los CD-ROM respecto a los discos duros y la memoria flash es la construccion de estos. La disposicion de cilindros de los discos duros reduce considerablemente los tiempos de busqueda y el funcionamiento de estado solido de la memoria flash como la usada en las memorias USB y los discos de estado solido reduce aun mas este parametro. Por su parte los CD-ROM no fueron inicialmente ideados para el acceso aleatorio sino para acceso secuencial de los CD de audio. Los datos se disponen en espiral en la superficie del disco, el funcionamiento de la unidad usa componentes mecanicos y el tiempo de busqueda es por lo tanto mucho mayor.

Una cuestion a tener en cuenta es el reclamo utilizado en muchas ocasiones por los fabricantes, es decir, si las tasas de acceso mas comunes se encuentran en los 65 ms, intentaran convencernos de que un CD-ROM cuya velocidad de acceso menor es infinitamente mejor cuando la realidad es que la diferencia es en la practica inapreciable,^[55] por supuesto que cuanto mas rapido sea un CD-ROM mejor, pero hay que tener en cuenta que precio estamos dispuestos a pagar por una caracteristica que luego no vamos a apreciar. Como comparacion los discos duros tienen un tiempo de busqueda comun de 9ms y los discos de estado solido rondan los 0.16ms.^[56]

Los primeros CD-ROM operaban a la misma velocidad que los CD de audio estandar: de 210 a 539 RPM dependiendo de la posicion del cabezal, con lo que se obtenia una razon de transferencia de 1.2Mbps, velocidad con la que se garantizaba lo que se conoce como calidad CD de audio. No obstante, en aplicaciones de almacenamiento de datos interesa la mayor velocidad posible de transferencia para lo que es suficiente aumentar la velocidad de rotacion del disco. Asi aparecen los CD-ROM 2X, 4X,.... 52X que simplemente multiplican. la velocidad de transferencia.

La mayoria de los dispositivos de menor velocidad que 12X usan CLV, los mas modernos y rapidos, no obstante, optan por la opcion CAV. Al usar CAV, la velocidad de transferencia de datos varia segun la posicion que ocupen estos en el disco al permanecer la velocidad angular constante. Un aspecto importante al hablar de los CD-ROM de velocidades 12X o mayores es, a que nos referimos realmente cuando hablamos de velocidad 12X, dado que en este caso no tenemos una velocidad de transferencia 12 veces mayor que la referencia y esta ni siquiera es una velocidad constante. Cuando se dice que un CD-ROM CAV es 12X queremos decir que la velocidad de giro es 12 veces mayor en el borde del CD. Asi un CD-ROM 24X es 24 veces mas rapido en el borde pero en el medio es un 60 % mas lento respecto a su velocidad maxima.

Velocidades de transferencia comunes para las unidades CD-ROM

Velocidad de transferencia	KB/s	Mbit/s	MB/s[n 1]	RPM (lectura desde el borde interior hacia el exterior)
1x	150	1.2288	0.146	200-530[57] [58]
2x	300	2.4576	0.293	400-1,060
4x	600	4.9152	0.586	800-2,120
8x	1,200	9.8304	1.17	1,600-4,240
10x	1,500	12.288	1.46	2,000-5,300
12x	1,800	14.7456	1.76	2,400-6,360
20x	1,200-3,000	hasta 24.576	hasta 2.93	4,000 (CAV)
24x	1,440-3,600	hasta 29.491	hasta 3.51	4,800 (CAV)
32x	1,920-4,800	hasta 39.3216	hasta 4.69	6,400 (CAV)
36x	2,160-5,400	hasta 44.2368	hasta 5.27	7,200 (CAV)
40x	2,400-6,000	hasta 49.152	hasta 5.86	8,000 (CAV)
48x	2,880-7,200	hasta 58.9824	hasta 7.03	9,600 (CAV)
52x	3,120-7,800	hasta 63.8976	hasta 7.62	10,400 (CAV)
56x	3,360-8,400	hasta 68.8128	hasta 8.20	11,200 (CAV)[59]
72x	6,750-10,800	hasta 88.4736	hasta 10.5	2,700 (rayos multiples)[60] [61]

El tiempo de busqueda se refiere al tiempo que lleva mover el cabezal de lectura hasta la posicion del disco en la que estan los datos. Solo tiene sentido hablar de esta magnitud en media ya que no es lo mismo alcanzar un dato que esta cerca del borde que otro que esta cerca del centro. Esta magnitud forma parte del tiempo de acceso que es un dato mucho mas significativo. El tiempo de busqueda tiene interes para entender los componentes del tiempo de acceso pero no tanto como magnitud en si.

En los CD-ROM de velocidad lineal constante (CLV), la velocidad de giro del motor dependera de la posicion que el cabezal de lectura ocupe en el disco, mas rapido cuanto mas cerca del centro. Esto implica un tiempo de adaptacion 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 microcontrolador que relaciona la posicion de los datos con la velocidad de rotacion.

En los CD-ROM CAV no tiene sentido esta medida ya que la velocidad de rotacion es siempre la misma, asi que la velocidad de acceso se vera beneficiada por esta caracteristica y sera algo menor; no obstante, se debe tener en cuenta que dado que los fabricantes indican la velocidad maxima para los CD-ROM CAV y esta velocidad es variable, un CD-ROM CLV es mucho mas rapido que otro de la misma velocidad CAV cuanto mas cerca del centro del disco.

La mayoria de los CD-ROM suelen incluir una pequena cache cuya mision es reducir el numero de accesos fisicos al disco. Cuando se accede a un dato en el disco este se graba en la cache de manera que si volvemos a acceder a el, este se tomara directamente de esta memoria evitando el lento acceso al disco. Por supuesto, cuanto mayor sea la cache mayor sera la velocidad de la unidad pero tampoco hay demasiada diferencia de velocidad entre distintas unidades. Por este motivo ya que esta memoria solo nos evita el acceso a los datos mas recientes que son los que van sustituyendo dentro de la cache a los que llevan mas tiempo y dada la caracteristica, en cuanto a volumen de informacion, de las aplicaciones multimedia nada nos evita el tener que acceder al dispositivo. Este es uno de los parametros determinantes de la velocidad de este dispositivo. Obviamente, cuanto mas cache tengamos mejor, pero teniendo en cuenta el precio que estamos dispuestos a pagar por ella.

Salvo por una indicacion que evita las copias en un subcodigo, el disco compacto no posee ningun sistema de gestion digital de derechos. Desde el ano 2001 han aparecido intentos por introducir esquemas de gestion digital de derechos en los discos compactos CD-DA para obstaculizar o impedir ciertas operaciones como la copia en otro disco compacto o la copia hacia el almacenamiento del equipo.^{[62] [63]} Sin embargo existen reportes que indican que estos sistemas introducen problemas en la lectura de datos, especialmente en varios lectores que funcionan de manera muy similar a los lectores CD-ROM de los equipos, asi como la creacion de vulnerabilidades de seguridad en los equipos.^[64] La compania Philips ha declarado que las discograficas que empleen estos esquemas de gestion digital de derechos no tienen el derecho de usar el logotipo "Compact Disc Digital Audio" debido a que incumplen el estandar del Libro Rojo.^[65] Hoy en dia estos sistemas de gestion de derechos de autor han sido abandonados. En el caso de los CD-ROM, se emplean los sistemas de gestion digital de derechos de sus respectivas aplicaciones.^{[66] [67]}

• CD-A
• CD-ROM
• CD-R
• CD-RW
• CD+G
• DualDisc
• Mini-CD
• VCD
• MMCD

Las reacciones quimicas entre sus componentes, ademas del calor y el maltrato, pueden destruir los datos digitales. Por lo tanto, hay que revisar periodicamente la informacion para detectar las fallas. Para prevenir el deterioro temprano de los compactos, solamente hay que tratarlos bien. Los CD-R, basados en tinturas organicas, son mas perecederos y volatiles que los compactos y los CD-ROM. Un CD-RW tiene una vida estimada de 22 anos por lo que no se recomienda para almacenar a largo plazo mientras que el CD-R estima una vida mayor a 30 anos.^{[68] [69]} Hay que verificar la copia de seguridad cada 2 anos o menos. Es conveniente, la practica de hacer doble copia de todos los datos y respaldar la informacion cada dos anos.^[70] Las siguientes son algunas recomendaciones para la adquisicion y preservacion de discos compactos grabados y en blanco:

• Adquirir CD de buena calidad de fabricantes y proveedores confiables. En caso de duda, pueden ser probados con discos de varias marcas y quedarse con las que tengan mejor desempeno asi como revisar las resenas en las tiendas en linea.
• No tocar los CD con los dedos en el area de datos, sino por los bordes o por su etiqueta impresa. En caso de suciedad limpiar la superficie con una solucion de agua y detergente suave.^[71]
• No exponer los CD al polvo, al calor excesivo ni por tiempos largos a la luz solar directa o artificial. Deben guardarse en su respectivo estuche o empaque lo mas inmediato posible.
• No colocar pegatinas en la superficie del CD.
• No guardar CD juntos de diferentes tamanos.
• Almacenar los CD en ambientes a temperatura constante. Si se guardan por largo tiempo, deben ser guardados en un ambiente fresco y oscuro.
• Evitar almacenar los CD en ambientes de humedad muy elevada, ya que pueden formarse hongos en sus fundas protectoras.^[72]
• En caso de aplicar una limpieza rapida a la cara de datos, debe hacerse del centro del CD hacia afuera. Nunca limpiar moviendo en circulos, pues las rayas de desgaste que pueden producirse tienen mas posibilidades de estropear el proceso de lectura.
• Al marcarlos o escribir sobre ellos, usar un rotulador de punta suave. Los objetos puntiagudos pueden danar los datos.
• No exponer los CD al agua, a las caidas ni a los golpes.

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1. | Redondeado a tres decimales.

• Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre Disco compacto.
• The Compact Disc Story, por Kees Immink
• Explicacion clara con ilustraciones (en ingles)
• Funcionamiento de los Sistemas de Audio CD

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