Disco óptico

En las tecnologías informáticas y de grabación de discos ópticos, un disco óptico (OD) es un disco plano, generalmente circular, que codifica datos binarios (bits) en forma de hoyos y aterriza en un material especial, a menudo aluminio, en una de sus superficies planas. Sus principales usos son la distribución física de datos fuera de línea y el archivo a largo plazo. Los cambios de tajo a tierra o de tierra a tajo corresponden a un valor binario de 1; mientras que ningún cambio, independientemente de si se trata de un terreno o de un tajo, corresponde a un valor binario de 0.

Los discos ópticos no circulares existen con fines de moda; ver disco compacto en forma.

Diseño y tecnología

El material de codificación se asienta sobre un sustrato más grueso (generalmente policarbonato) que constituye la mayor parte del disco y forma una capa de polvo que desenfoca. El patrón de codificación sigue una trayectoria espiral continua que cubre toda la superficie del disco y se extiende desde la pista más interna hasta la más externa.

Los datos se almacenan en el disco con un láser o una máquina estampadora, y se puede acceder a ellos cuando la ruta de datos se ilumina con un diodo láser en una unidad de disco óptico que hace girar el disco a velocidades de aproximadamente 200 a 4000 RPM o más, dependiendo de el tipo de unidad, el formato del disco y la distancia del cabezal de lectura desde el centro del disco (las pistas exteriores se leen a una velocidad de datos más alta debido a velocidades lineales más altas a las mismas velocidades angulares).

La mayoría de los discos ópticos exhiben una iridiscencia característica como resultado de la rejilla de difracción formada por sus ranuras. Este lado del disco contiene los datos reales y normalmente está recubierto con un material transparente, generalmente laca.

El reverso de un disco óptico suele tener una etiqueta impresa, a veces hecha de papel pero a menudo impresa o estampada en el propio disco. A diferencia del disquete de 3 ¹ ⁄ _{2 pulgadas, la mayoría de los discos ópticos no tienen una cubierta protectora integrada y, por lo tanto, son susceptibles a problemas de transferencia de datos debido a rayones, huellas dactilares y otros problemas ambientales.} Los Blu-ray tienen un recubrimiento llamado durabis que mitiga estos problemas.

Los discos ópticos suelen tener entre 7,6 y 30 cm (3 a 12 pulgadas) de diámetro, siendo 12 cm (4,75 pulgadas) el tamaño más común. El llamado área de programa que contiene los datos normalmente comienza a 25 milímetros del punto central. Un disco típico tiene un grosor de aproximadamente 1,2 mm (0,05 pulgadas), mientras que el paso de pista (distancia desde el centro de una pista hasta el centro de la siguiente) oscila entre 1,6 μm (para CD) y 320 nm (para discos Blu-ray)..

Tipos de grabación

Un disco óptico está diseñado para admitir uno de los tres tipos de grabación: solo lectura (p. ej., CD y CD-ROM), grabable (escribible una vez, p. ej., CD-R) o regrabable (reescribible, p. ej., CD-RW). Los discos ópticos de una sola escritura suelen tener una capa de grabación de tinte orgánico (también puede ser un tinte azoico (ftalocianina), utilizado principalmente por Verbatim, o un tinte de oxonol, utilizado por Fujifilm) entre el sustrato y la capa reflectante. Los discos regrabables suelen contener una capa de grabación de aleación compuesta por un material de cambio de fase, generalmente AgInSbTe, una aleación de plata, indio, antimonio y telurio.Los tintes azoicos se introdujeron en 1996 y la ftalocianina solo comenzó a tener un uso generalizado en 2002. El tipo de tinte y el material utilizado en la capa reflectante de un disco óptico se puede determinar al pasar una luz a través del disco, como diferentes combinaciones de tinte y material. tener diferentes colores.

Los discos grabables Blu-ray Disc no suelen utilizar una capa de grabación de tinte orgánico, sino que utilizan una capa de grabación inorgánica. Los que sí se conocen como discos de bajo a alto (LTH) y se pueden fabricar en las líneas de producción de CD y DVD existentes, pero son de menor calidad que los discos grabables Blu-ray tradicionales.

Uso

Los discos ópticos a menudo se almacenan en estuches especiales, a veces llamados estuches de joyas, y se usan más comúnmente para la preservación digital, el almacenamiento de música (por ejemplo, para usar en un reproductor de CD), video (por ejemplo, para usar en un reproductor de Blu-ray) o datos y programas. para computadoras personales (PC), así como la distribución de datos en papel fuera de línea debido a los precios por unidad más bajos que otros tipos de medios. La Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico (OSTA) promovió formatos de almacenamiento óptico estandarizados.

Las bibliotecas y los archivos promulgan procedimientos de conservación de medios ópticos para garantizar la usabilidad continua en la unidad de disco óptico de la computadora o en el reproductor de disco correspondiente.

Las operaciones de archivo de los dispositivos tradicionales de almacenamiento masivo, como unidades flash, tarjetas de memoria y discos duros, se pueden simular mediante un sistema de archivos en vivo UDF.

Para la copia de seguridad de datos informáticos y la transferencia de datos físicos, los discos ópticos, como CD y DVD, se están reemplazando gradualmente por dispositivos de estado sólido más rápidos y pequeños, especialmente la unidad flash USB. Se espera que esta tendencia continúe a medida que las unidades flash USB continúen aumentando su capacidad y bajando de precio.

Además, la música, las películas, los juegos, el software y los programas de televisión comprados, compartidos o transmitidos por Internet han reducido significativamente la cantidad de CD de audio, DVD de video y discos Blu-ray vendidos anualmente. Sin embargo, algunos todavía prefieren y compran CD de audio y Blu-ray, como una forma de respaldar sus obras favoritas y obtener algo tangible a cambio, y también porque los CD de audio (junto con los discos de vinilo y las cintas de casete) contienen audio sin comprimir sin los artefactos introducidos. por algoritmos de compresión con pérdida como MP3 y Blu-rays ofrecen una mejor calidad de imagen y sonido que la transmisión de medios, sin artefactos de compresión visibles, debido a tasas de bits más altas y más espacio de almacenamiento disponible.Sin embargo, los Blu-rays a veces se pueden descargar por torrent a través de Internet, pero es posible que la descarga de torrents no sea una opción para algunos, debido a las restricciones establecidas por los ISP por motivos legales o de derechos de autor, bajas velocidades de descarga o falta de espacio de almacenamiento disponible, ya que el el contenido puede pesar hasta varias docenas de gigabytes. Los Blu-rays pueden ser la única opción para aquellos que buscan jugar juegos grandes sin tener que descargarlos a través de una conexión a Internet lenta o poco confiable, razón por la cual todavía (a partir de 2020) son ampliamente utilizados por consolas de juegos, como PlayStation. 4 y Xbox One X. A partir de 2020, es inusual que los juegos de PC estén disponibles en un formato físico como Blu-ray.

Los discos no deben tener adhesivos y no deben almacenarse junto con papel; los papeles deben ser retirados del joyero antes del almacenamiento. Los discos deben manipularse por los bordes para evitar que se rayen, con el pulgar en el borde interior del disco. La norma ISO 18938:2008 trata sobre las mejores técnicas de manejo de discos ópticos. La limpieza del disco óptico nunca debe realizarse en un patrón circular, para evitar que se formen círculos concéntricos en el disco. Una limpieza inadecuada puede rayar el disco. Los discos grabables no deben exponerse a la luz durante largos períodos de tiempo. Los discos ópticos se deben almacenar en condiciones secas y frescas para aumentar la longevidad, con temperaturas entre -10 y 23 °C, nunca superando los 32 °C, y con una humedad que nunca descienda por debajo del 10 %, con un almacenamiento recomendado entre el 20 y el 50 % de humedad sin fluctuaciones de más de ±10%.

Durabilidad

Aunque los discos ópticos son más duraderos que los formatos audiovisuales y de almacenamiento de datos anteriores, son susceptibles a daños ambientales y de uso diario, si no se manipulan correctamente.

Los discos ópticos no son propensos a fallas catastróficas incontrolables, como fallas en el cabezal, subidas de tensión o exposición al agua como las unidades de disco duro y el almacenamiento flash, ya que los controladores de almacenamiento de las unidades ópticas no están vinculados a los discos ópticos como ocurre con las unidades de disco duro y la memoria flash. controladores, y un disco generalmente se puede recuperar de una unidad óptica defectuosa empujando una aguja sin filo en el orificio de eyección de emergencia, y no tiene un punto de ingreso de agua inmediato ni circuitos integrados.

La seguridad

Como solo se accede a los medios en sí a través de un rayo láser, sin circuitos de control interno, no puede contener hardware malicioso como los llamados patitos de goma o asesinos de USB.

El malware no puede propagarse a través de medios prensados ​​de fábrica, medios finalizados o tipos de unidades -ROM (memoria de solo lectura) cuyos láseres carecen de la fuerza para escribir datos. El malware se programa convencionalmente para detectar y propagarse a través de dispositivos de almacenamiento masivo tradicionales, como unidades flash, unidades de estado sólido externas y unidades de disco duro.

Historia

El primer uso histórico registrado de un disco óptico fue en 1884 cuando Alexander Graham Bell, Chichester Bell y Charles Sumner Tainter grabaron sonido en un disco de vidrio usando un haz de luz.

Optophonie es un ejemplo muy temprano (1931) de un dispositivo de grabación que usa luz para grabar y reproducir señales de sonido en una fotografía transparente.

Un primer sistema de disco óptico existió en 1935, llamado Lichttonorgel.

Uno de los primeros discos ópticos analógicos utilizados para la grabación de video fue inventado por David Paul Gregg en 1958 y patentado en los EE. UU. en 1961 y 1969. Esta forma de disco óptico fue una forma muy temprana del DVD (Patente de EE. Es de especial interés que la patente estadounidense 4.893.297, presentada en 1989, emitida en 1990, generó ingresos por regalías para DVA de Pioneer Corporation hasta 2007, que entonces abarcaba los sistemas de CD, DVD y Blu-ray. A principios de la década de 1960, Music Corporation of America compró las patentes de Gregg y su compañía, Gauss Electrophysics.

Al inventor estadounidense James T. Russell se le atribuye la invención del primer sistema para grabar una señal digital en una lámina transparente óptica que se ilumina desde atrás con una lámpara halógena de alta potencia. La solicitud de patente de Russell se presentó por primera vez en 1966 y se le otorgó una patente en 1970. Después de un litigio, Sony y Philips obtuvieron la licencia de las patentes de Russell (entonces en manos de una empresa canadiense, Optical Recording Corp.) en la década de 1980.

Tanto el disco de Gregg como el de Russell son medios flexibles que se leen en modo transparente, lo que impone serios inconvenientes. En los Países Bajos, en 1969, el físico de Philips Research, Pieter Kramer, inventó un videodisco óptico en modo reflectante con una capa protectora leída por un rayo láser enfocado Patente de EE. UU. 5,068,846, presentada en 1972, emitida en 1991. El formato físico de Kramer se usa en todos los discos ópticos. En 1975, Philips y MCA comenzaron a trabajar juntos, y en 1978, comercialmente demasiado tarde, presentaron su tan esperado Laserdisc en Atlanta. MCA entregó los discos y Philips los reproductores. Sin embargo, la presentación fue un fracaso comercial y la cooperación terminó.

En Japón y EE. UU., Pioneer tuvo éxito con el Laserdisc hasta la llegada del DVD. En 1979, Philips y Sony, en consorcio, desarrollaron con éxito el disco compacto de audio.

En 1979, Exxon STAR Systems en Pasadena, CA, construyó una unidad WORM controlada por computadora que utilizaba recubrimientos de película delgada de telurio y selenio en un disco de vidrio de 12 "de diámetro. El sistema de grabación utilizaba luz azul a 457 nm para grabar y luz roja a 632,8 nm. Storage Technology Corporation (STC) compró STAR Systems en 1981 y se mudó a Boulder, CO. El desarrollo de la tecnología WORM continuó utilizando sustratos de aluminio de 14" de diámetro. Las pruebas beta de las unidades de disco, originalmente etiquetadas como Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), solo tuvieron un éxito moderado. Muchos de los discos se enviaron a RCA Laboratories (ahora Centro de Investigación David Sarnoff) para ser utilizados en los esfuerzos de archivo de la Biblioteca del Congreso. Los discos STC utilizaron un cartucho sellado con una ventana óptica para protección Patente de EE. UU. 4.542.495.

El formato CD-ROM fue desarrollado por Sony y Philips, presentado en 1984, como una extensión de Compact Disc Digital Audio y adaptado para contener cualquier forma de datos digitales. El mismo año, Sony demostró un formato de almacenamiento de datos LaserDisc, con una mayor capacidad de datos de 3,28 GB.

A fines de la década de 1980 y principios de la de 1990, Optex, Inc. de Rockville, MD, construyó un sistema de disco de video digital óptico borrable Patente de EE. UU. 5,113,387 utilizando Medios ópticos de captura de electrones (ETOM) Patente de EE. UU. Aunque esta tecnología se escribió en la edición de diciembre de 1994 de Video Pro Magazine prometiendo "la muerte de la cinta", nunca se comercializó.

A mediados de la década de 1990, un consorcio de fabricantes (Sony, Philips, Toshiba, Panasonic) desarrolló la segunda generación del disco óptico, el DVD.

Los discos magnéticos encontraron aplicaciones limitadas en el almacenamiento de datos en gran cantidad. Por lo tanto, existía la necesidad de encontrar más técnicas de almacenamiento de datos. Como resultado, se descubrió que mediante el uso de medios ópticos se pueden fabricar grandes dispositivos de almacenamiento de datos que, a su vez, dieron lugar a los discos ópticos. La primera aplicación de este tipo fue el disco compacto (CD), que se utilizó en sistemas de audio.

Sony y Philips desarrollaron la primera generación de CD a mediados de la década de 1980 con las especificaciones completas para estos dispositivos. Con la ayuda de este tipo de tecnología, se explotó a un gran nivel la posibilidad de representar la señal analógica en una señal digital. Para ello, se tomaron muestras de 16 bits de la señal analógica a razón de 44.100 muestras por segundo. Esta frecuencia de muestreo se basó en la frecuencia de Nyquist de 40 000 muestras por segundo requeridas para capturar el rango de frecuencia audible a 20 kHz sin solapamiento, con una tolerancia adicional para permitir el uso de prefiltros de audio analógico menos que perfectos para eliminar cualquier frecuencia más alta. frecuencias La primera versión del estándar permitía hasta 75 minutos de música, lo que requería 650 MB de almacenamiento.

El disco DVD apareció después de que el CD-ROM se generalizara en la sociedad.

El disco óptico de tercera generación se desarrolló entre 2000 y 2006 y se introdujo como Blu-ray Disc. Las primeras películas en discos Blu-ray se lanzaron en junio de 2006. Blu-ray finalmente prevaleció en una guerra de formatos de disco óptico de alta definición sobre un formato de la competencia, el HD DVD. Un disco Blu-ray estándar puede contener unos 25 GB de datos, un DVD unos 4,7 GB y un CD unos 700 MB.

Primera generación

Desde el principio, los discos ópticos se utilizaron para almacenar video analógico con calidad de transmisión y, más tarde, medios digitales como música o software de computadora. El formato LaserDisc almacenaba señales de video analógicas para la distribución de videos domésticos, pero perdió comercialmente frente al formato de videocasete VHS, debido principalmente a su alto costo y no regrababilidad; otros formatos de disco de primera generación se diseñaron solo para almacenar datos digitales y, inicialmente, no se podían usar como medio de video digital.

La mayoría de los dispositivos de disco de primera generación tenían un cabezal de lectura láser infrarrojo. El tamaño mínimo del punto láser es proporcional a la longitud de onda del láser, por lo que la longitud de onda es un factor limitante de la cantidad de información que se puede almacenar en un área física determinada del disco. El rango infrarrojo está más allá del extremo de longitud de onda larga del espectro de luz visible, por lo que admite menos densidad que la luz visible de longitud de onda más corta. Un ejemplo de capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad, logrado con un láser infrarrojo, son 700 MB de datos de usuario netos para un disco compacto de 12 cm.

Otros factores que afectan la densidad de almacenamiento de datos incluyen: la existencia de varias capas de datos en el disco, el método de rotación (velocidad lineal constante (CLV), velocidad angular constante (CAV) o CAV zonal), la composición de las tierras y hoyos, y cuánto margen no se utiliza está en el centro y el borde del disco.

• Disco compacto (CD) y derivados
  • CD de audio
  • CD de vídeo (VCD)
  • CD de supervídeo
  • CD de vídeo
  • CD interactivo
• Disco láser
• GD-ROM
• Dual de cambio de fase
• Disco compacto de doble densidad (DDCD)
• Disco magneto-óptico
• Minidisco (MD)
  • Datos MD
• Escribir una vez leer muchas (WORM)

Segunda generación

Los discos ópticos de segunda generación servían para almacenar grandes cantidades de datos, incluido video digital con calidad de transmisión. Dichos discos generalmente se leen con un láser de luz visible (generalmente rojo); la longitud de onda más corta y la mayor apertura numérica permiten un haz de luz más estrecho, lo que permite hoyos y zonas más pequeñas en el disco. En el formato DVD, esto permite un almacenamiento de 4,7 GB en un disco estándar de 12 cm, de una sola cara y de una sola capa; alternativamente, los medios más pequeños, como el formato DataPlay, pueden tener una capacidad comparable a la del disco compacto estándar más grande de 12 cm.

• DVD y derivados
  • DVD de audio
  • disco dual
  • Vídeo digital exprés (DIVX)
  • DVD RAM
• Disco de juego de Nintendo GameCube (derivado de miniDVD)
• Disco óptico de Wii (derivado de DVD)
• Súper CD de audio (SACD)
• Disco versátil mejorado
• Juego de datos
• Hola MD
• Disco multimedia universal (UMD)
• Óptica de ultra densidad

Tercera generación

Los discos ópticos de tercera generación se utilizan para distribuir video y videojuegos de alta definición y admiten mayores capacidades de almacenamiento de datos, logradas con láseres de luz visible de longitud de onda corta y mayores aperturas numéricas. Blu-ray Disc y HD DVD utilizan láseres azul-violeta y ópticas de enfoque de mayor apertura, para usar con discos con hoyos y planos más pequeños, por lo tanto, una mayor capacidad de almacenamiento de datos por capa. En la práctica, la capacidad de presentación multimedia efectiva se mejora con códecs de compresión de datos de video mejorados, como H.264/MPEG-4 AVC y VC-1.

• Blu-ray (hasta 400 GB - experimental)
• Disco óptico de Wii U (25 GB por capa)
• HD DVD (formato de disco discontinuado, hasta 51 GB de triple capa)
• CBHD (un derivado del formato HD DVD)
• VMD de alta definición
• disco profesional

Anunciado pero no publicado:

• Disco multicapa digital
• Disco multicapa fluorescente
• Disco Versátil Adelante

Cuarta generación

Los siguientes formatos van más allá de los discos actuales de tercera generación y tienen el potencial de contener más de un terabyte (1 TB) de datos y al menos algunos están destinados al almacenamiento de datos en frío en centros de datos:

• Disco de archivo
• Disco versátil holográfico

Anunciado pero no publicado:

• LS-R
• Disco recubierto de proteína
• Disco óptico volumétrico apilado
• DVD 5D
• Almacenamiento de datos ópticos 3D (no es una sola tecnología, los ejemplos son Hyper CD-ROM y Fluorescent Multilayer Disc)

En 2004, comenzó el desarrollo del Holographic Versatile Disc (HVD), que prometía el almacenamiento de varios terabytes de datos por disco. Sin embargo, el desarrollo se estancó hacia finales de la década de 2000 debido a la falta de financiación.

En 2006, se informó que investigadores japoneses desarrollaron láseres de rayos ultravioleta con una longitud de onda de 210 nanómetros, lo que permitiría una mayor densidad de bits que los discos Blu-ray. A partir de 2022, no se han informado actualizaciones sobre ese proyecto.

En 2024 se lanzará la producción de discos ópticos a un costo de $5 por TB, con una hoja de ruta a $1 por TB, utilizando un 80% menos de energía eléctrica que los HDD.

Descripción general de los tipos ópticos

Nombre	Capacidad	Experimental	Años
Disco láser (LD)	0,3 GB		1971-2001
Escribir una vez Leer muchas discos (WORM)	0,2–6,0 GB		1979-1984
Disco compacto (CD)	0,7–0,9 GB		1982-presente
Memoria óptica de captura de electrones (ETOM)	6,0–12,0 GB		1987–1996
Minidisco (MD)	0,14–1,0 GB		1989-presente
Disco magnetoóptico (MOD)	0,1–16,7 GB		1990-presente
Disco versátil digital (DVD)	4,7–17 GB		1995-presente
LIMDOW (Sobreescritura directa de modulación de intensidad láser)	2,6GB	10 GB	1996-presente
GD-ROM	1,2 GB		1997-2006
Disco multicapa fluorescente		50–140 GB	1998-2003
Disco multicapa versátil (VMD)	5–20GB	100GB	1999-2010
HiperCD-ROM	1 PB	100 EB	1999-presente
Juego de datos	500 MB		1999-2006
Óptica de Ultra Densidad (UDO)	30–60 GB		2000-presente
FVD (FVD)	5,4–15 GB		2001-presente
Disco versátil mejorado (EVD)	DVD		2002-2004
DVD de alta definición	15–51 GB	1TB	2002-2008
Disco Blu-ray (BD)	25 GB50 GB100 GB (BDXL)128 GB (BDXL)	1TB	2002-presente2010-presente (BDXL)
Disco profesional para datos (PDD)	23GB		2003-2006
disco profesional	23–128 GB		2003-presente
Disco multicapa digital		22-32GB	2004-2007
Almacenamiento de datos ópticos multiplexados (MODS-Disc)		250 GB–1 TB	2004-presente
Disco multimedia universal (UMD)	0,9–1,8 GB		2004-2014
Disco versátil holográfico (HVD)		6,0 TB	2004-2012
Disco recubierto de proteína (PCD)		50TB	2005-2006
M-DISCO	4,7 GB (formato DVD)25 GB (formato Blu-ray)50 GB (formato Blu-ray)100 GB (formato BDXL)		2009-presente
Disco de archivo	0,3-1 TB		2014-presente
Ultra HD Blu-ray	50 GB66 GB100 GB128 GB		2015-presente

notas

1. ^ Prototipos y valores teóricos.
2. ^ Años desde el inicio (conocido) del desarrollo hasta el final de las ventas o el desarrollo.

Discos ópticos grabables y escribibles

Existen numerosos formatos de dispositivos ópticos de grabación directa a disco en el mercado, todos los cuales se basan en el uso de un láser para cambiar la reflectividad del medio de grabación digital con el fin de duplicar los efectos de los huecos y las zonas que se crean cuando se graba un disco óptico comercial. se presiona. Los formatos como CD-R y DVD-R son de "escritura única, lectura múltiple" o escritura única, mientras que los CD-RW y DVD-RW son regrabables, más como una unidad de disco duro (HDD) de grabación magnética. Las tecnologías de medios varían, M-DISC utiliza una técnica de grabación y medios diferentes en comparación con DVD-R y BD-R.

Escaneo de errores de superficie

Los medios ópticos se pueden escanear de manera predictiva en busca de errores y deterioro de los medios mucho antes de que los datos se vuelvan ilegibles.

Una mayor tasa de errores puede indicar medios deteriorados y/o de baja calidad, daños físicos, una superficie sucia y/o medios escritos con una unidad óptica defectuosa. Esos errores se pueden compensar mediante la corrección de errores hasta cierto punto.

El software de escaneo de errores incluye Nero DiscSpeed, k-probe, Opti Drive Control (anteriormente "CD speed 2000") y DVD info Pro para Windows, y QPxTool para multiplataforma.

La compatibilidad con la función de escaneo de errores varía según el modelo y el fabricante de la unidad óptica.

Tipos de errores

Hay diferentes tipos de medidas de error, incluidos los llamados errores "C1", "C2" y "CU" en los CD, y los "errores PI/PO (paridad interior/exterior)" y los "fallos PI/PO" más críticos. en DVD. Las medidas de error de grano más fino en CD compatibles con muy pocas unidades ópticas se denominan E11, E21, E31, E21, E22, E32.

"CU" y "POF" representan errores incorregibles en CD y DVD de datos respectivamente, por lo tanto, pérdida de datos, y pueden ser el resultado de demasiados errores menores consecutivos.

Debido a la corrección de errores más débil utilizada en los CD de audio (estándar del Libro rojo) y los CD de video (estándar del Libro blanco), los errores C2 ya provocan la pérdida de datos. Sin embargo, incluso con errores C2, el daño es inaudible hasta cierto punto.

Los discos Blu-ray utilizan los llamados parámetros de error LDC (Código de larga distancia) y BIS (Subcódigo de indicación de ráfaga). Según el desarrollador del software Opti Drive Control, un disco puede considerarse en buen estado con una tasa de error LDC inferior a 13 y una tasa de error BIS inferior a 15.

Fabricación de discos ópticos

Los discos ópticos se fabrican mediante replicación. Este proceso se puede utilizar con todos los tipos de discos. Los discos grabables tienen información vital pregrabada, como el fabricante, el tipo de disco, las velocidades máximas de lectura y escritura, etc. En la replicación, se necesita una sala limpia con luz amarilla para proteger la fotoprotección sensible a la luz y evitar que el polvo dañe los datos del disco. desct.

Se utiliza un maestro de vidrio en la replicación. El maestro se coloca en una máquina que lo limpia en la medida de lo posible con un cepillo giratorio y agua desionizada, preparándolo para el siguiente paso. En el siguiente paso, un analizador de superficie inspecciona la limpieza del maestro antes de aplicar fotoprotector en el maestro.

El fotorresistente luego se hornea en un horno para solidificarlo. Luego, en el proceso de exposición, el maestro se coloca en una plataforma giratoria donde un láser expone selectivamente la resistencia a la luz. Al mismo tiempo, se aplica un revelador y agua desionizada al disco para eliminar la resistencia expuesta. Este proceso forma los hoyos y las tierras que representan los datos en el disco.

Luego se aplica una fina capa de metal al maestro, haciendo un negativo del maestro con los pozos y las tierras en él. Luego, el negativo se despega del maestro y se recubre con una fina capa de plástico. El plástico protege el recubrimiento mientras una punzonadora perfora un agujero en el centro del disco y perfora el exceso de material.

El negativo es ahora un estampador, una parte del molde que se usará para la réplica. Se coloca en un lado del molde con el lado de los datos que contiene los hoyos y las tierras mirando hacia afuera. Esto se hace dentro de una máquina de moldeo por inyección. A continuación, la máquina cierra el molde e inyecta policarbonato en la cavidad formada por las paredes del molde, que forma o moldea el disco con los datos.

El policarbonato fundido rellena los hoyos o espacios entre las tierras del negativo, adquiriendo su forma al solidificarse. Este paso es algo similar al prensado de discos.

El disco de policarbonato se enfría rápidamente y se retira rápidamente de la máquina, antes de formar otro disco. Luego, el disco se metaliza y se cubre con una fina capa reflectante de aluminio. El aluminio llena el espacio que antes ocupaba el negativo.

Luego se aplica una capa de barniz para proteger el revestimiento de aluminio y proporcionar una superficie adecuada para la impresión. El barniz se aplica cerca del centro del disco y el disco se gira, distribuyendo uniformemente el barniz en la superficie del disco. El barniz se endurece con luz ultravioleta. A continuación, los discos se serigrafían o se les aplica una etiqueta.

Los discos grabables agregan una capa de tinte y los discos regrabables agregan una capa de aleación de cambio de fase, que está protegida por capas dieléctricas superior e inferior (aislamiento eléctrico). Las capas se pueden pulverizar. La capa adicional se encuentra entre las ranuras y la capa reflectante del disco. Los surcos se hacen en discos grabables en lugar de los pozos y las tierras tradicionales que se encuentran en los discos replicados, y los dos se pueden hacer en el mismo proceso de exposición. En los DVD se realizan los mismos procesos que en los CD, pero en un disco más fino. Luego, el disco más delgado se une a un segundo disco, igualmente delgado pero en blanco, utilizando un adhesivo líquido ópticamente transparente curable por UV, formando un disco DVD.Esto deja los datos en el medio del disco, lo cual es necesario para que los DVD alcancen su capacidad de almacenamiento. En los discos multicapa, se utilizan revestimientos semirreflejantes en lugar de reflectantes para todas las capas excepto la última capa, que es la más profunda y utiliza un revestimiento reflectante tradicional.

Los DVD de doble capa se fabrican de forma ligeramente diferente. Después de la metalización (con una capa de metal más delgada para permitir que pase un poco de luz), se aplican resinas de transferencia base y pit y se curan previamente en el centro del disco. Luego, el disco se vuelve a prensar con un estampador diferente y las resinas se curan por completo con luz ultravioleta antes de separarse del estampador. Luego, el disco recibe otra capa de metalización más gruesa y luego se une al disco en blanco con pegamento LOCA. Los discos DVD-R DL y DVD+R DL reciben una capa de tinte después del curado, pero antes de la metalización. Los discos CD-R, DVD-R y DVD+R reciben la capa de tinte después del prensado pero antes de la metalización. Los CD-RW, DVD-RW y DVD+RW reciben una capa de aleación de metal intercalada entre 2 capas dieléctricas. HD-DVD se hace de la misma manera que DVD. En medios grabables y regrabables, la mayor parte del estampador se compone de surcos, no de hoyos y tierras. Las ranuras contienen una frecuencia de oscilación que se utiliza para ubicar la posición del láser de lectura o escritura en el disco. Los DVD usan pre-pits en su lugar, con un bamboleo de frecuencia constante.

Blu-ray

Los discos Blu-ray HTL (tipo de alto a bajo) se fabrican de manera diferente. Primero, se usa una oblea de silicio en lugar de un maestro de vidrio. La oblea se procesa de la misma manera que lo haría un maestro de vidrio.

Luego, la oblea se galvaniza para formar un estampador de níquel de 300 micrones de espesor, que se despega de la oblea. El estampador se monta en un molde dentro de una prensa o estampadora.

Los discos de policarbonato están moldeados de manera similar a los discos DVD y CD. Si los discos que se producen son BD-R o BD-RE, el molde está equipado con un estampador que estampa un patrón de ranuras en los discos, en lugar de los hoyos y las zonas que se encuentran en los discos BD-ROM.

Después del enfriamiento, se aplica al disco una capa de aleación de plata de 35 nanómetros de espesor mediante pulverización catódica. Luego se realiza la segunda capa aplicando resinas transfer base y pit al disco, y se precuran en su centro.

Después de la aplicación y el curado previo, el disco se prensa o graba en relieve con un estampador y las resinas se curan inmediatamente con luz ultravioleta intensa, antes de que el disco se separe del estampador. El estampador contiene los datos que se transferirán al disco. Este proceso se conoce como grabado en relieve y es el paso que graba los datos en el disco, reemplazando el proceso de prensado utilizado en la primera capa, y también se utiliza para discos DVD multicapa.

Luego, se pulveriza una capa de aleación de plata de 30 nanómetros de espesor sobre el disco y el proceso se repite tantas veces como sea necesario. Cada repetición crea una nueva capa de datos. (Las resinas se vuelven a aplicar, se curan previamente, se estampan (con datos o ranuras) y se curan, se pulveriza la aleación de plata, etc.)

Los discos BD-R y BD-RE reciben (mediante pulverización) una aleación de metal (capa de grabación) (que se intercala entre dos capas dieléctricas, también pulverizadas, en BD-RE), antes de recibir la metalización de 30 nanómetros (aleación de plata, aluminio o oro), que se pulveriza. Alternativamente, la aleación de plata se puede aplicar antes de aplicar la capa de grabación. Las aleaciones de plata generalmente se usan en Blu-rays, y el aluminio generalmente se usa en CD y DVD. El oro se usa en algunos CD y DVD de "archivo", ya que es químicamente más inerte y resistente a la corrosión que el aluminio, que se corroe y se convierte en óxido de aluminio, que se puede ver en la pudrición del disco como parches o puntos transparentes en el disco, que evitan la el disco sea leído, ya que la luz láser pasa a través del disco en lugar de ser reflejada hacia el conjunto captador del láser para ser leído. Normalmente, el aluminio no se corroe ya que tiene una fina capa de óxido que se forma al contacto con el oxígeno. En este caso puede corroerse debido a su delgadez.

Luego, la capa de cobertura de 98 micras de espesor se aplica con un adhesivo líquido de curado UV ópticamente transparente, y también se aplica una capa dura de 2 micras de espesor (como Durabis) y se cura con luz ultravioleta. En el último paso, se aplica una capa de barrera de nitruro de silicio de 10 nanómetros de espesor en el lado de la etiqueta del disco para protegerlo contra la humedad. Los Blu-ray tienen sus datos muy cerca de la superficie de lectura del disco, lo cual es necesario para que los Blu-ray alcancen su capacidad.

Los discos en grandes cantidades se pueden replicar o duplicar. En la replicación, el proceso explicado anteriormente se usa para hacer los discos, mientras que en la duplicación, los discos CD-R, DVD-R o BD-R se graban y finalizan para evitar más grabaciones y permitir una compatibilidad más amplia. (Consulte Creación de discos ópticos). El equipo también es diferente: la replicación se lleva a cabo con maquinaria totalmente automatizada especialmente diseñada cuyo costo es de cientos de miles de dólares estadounidenses en el mercado usado, mientras que la duplicación se puede automatizar (usando lo que se conoce como un cargador automático) o hacerse por mano, y solo requiere una pequeña duplicadora de mesa.

Especificaciones

Generación	Base	máx.
(Mbit/s)	(Mbit/s)	×
1º (CD)	1.17	65,6	56×
2do (DVD)	10.57	253.6	24×
3º (BD)	36	504	14×
4to (AD)	?	?	14×

Designacion	Lados	Capas(total)	Diámetro	Capacidad
(cm)	(GB)
BD	SS SL	1	1	8	7.8
BD	SS DL	1	2	8	15.6
BD	SS SL	1	1	12	25
BD	SS DL	1	2	12	50
BD	SS TL	1	3	12	100
BD	SS QL	1	4	12	128
CD–ROM 74 minutos	SS SL	1	1	12	0.682
CD–ROM 80 minutos	SS SL	1	1	12	0.737
CD ROM	SS SL	1	1	8	0.194
DDCD–ROM	SS SL	1	1	12	1.364
DDCD–ROM	SS SL	1	1	8	0.387
DVD-1	SS SL	1	1	8	1.46
DVD–2	SS DL	1	2	8	2.66
DVD–3	DS SL	2	2	8	2.92
DVD–4	DS DL	2	4	8	5.32
DVD–5	SS SL	1	1	12	4.70
DVD–9	SS DL	1	2	12	8.54
DVD–10	DS SL	2	2	12	9.40
DVD–14	DS DL/SL	2	3	12	13.24
DVD–18	DS DL	2	4	12	17.08
DVD–R 1.0	SS SL	1	1	12	3.95
DVD–R (2.0), +R, –RW, +RW	SS SL	1	1	12	4.7
DVD-R, +R, –RW, +RW	DS SL	2	2	12	9.40
DVD–RAM	SS SL	1	1	8	1.46
DVD–RAM	DS SL	2	2	8	2.65
DVD–RAM 1.0	SS SL	1	1	12	2.58
DVD–RAM 2.0	SS SL	1	1	12	4.70
DVD–RAM 1.0	DS SL	2	2	12	5.16
DVD–RAM 2.0	DS SL	2	2	12	9.40