CD-R ( disco compacto grabable ) es un formato de almacenamiento en disco óptico digital . Un disco CD-R es un disco compacto que solo se puede escribir una vez y leer tantas veces como se desee.
Los discos CD-R (CD-R) se pueden leer en la mayoría de los lectores de CD fabricados antes de la introducción del CD-R, a diferencia de los discos CD-RW .
La especificación CD-R, denominada originalmente CD Write-Once (WO) , fue publicada por primera vez en 1988 [ cita requerida ] por Philips y Sony en el Libro Naranja , que consta de varias partes que proporcionan detalles del CD-WO, CD-MO (Magneto-Optic) y, más tarde, CD-RW (Rewritable). Las últimas ediciones han abandonado el uso del término CD-WO en favor de CD-R , mientras que el CD-MO rara vez se utilizó. Los CD-R y CD-RW grabados son, en el aspecto de codificación de bajo nivel y formato de datos, totalmente compatibles con los estándares de CD de audio ( Red Book CD-DA ) y CD de datos ( Yellow Book CD-ROM ). El estándar Yellow Book para CD-ROM solo especifica un formato de datos de alto nivel y hace referencia al Libro Rojo para todos los detalles de formato físico y código de bajo nivel, como el paso de pista, la densidad de bits lineal y la codificación de flujo de bits. Esto significa que utilizan modulación de ocho a catorce , corrección de errores CIRC y, para CD-ROM , la tercera capa de corrección de errores definida en el Libro Amarillo. Los discos CD-R correctamente escritos en vírgenes de menos de 80 minutos de duración son totalmente compatibles con los estándares de CD de audio y CD-ROM en todos los detalles, incluidas las especificaciones físicas. Los discos CD-R de 80 minutos violan marginalmente las especificaciones de formato físico del Libro Rojo, y los discos más largos no son compatibles. Los discos CD-RW tienen menor reflectividad que los CD-R o los CD prensados (no grabables) y por esta razón no pueden cumplir con el estándar del Libro Rojo. Algunos hardware compatibles con los CD del Libro Rojo pueden tener dificultades para leer CD-R y, debido a su menor reflectividad, especialmente CD-RW. [1] En la medida en que el hardware de CD puede leer discos de longitud extendida o discos CD-RW, es porque ese hardware tiene una capacidad más allá del mínimo requerido por los estándares del Libro Rojo y el Libro Amarillo (el hardware es más capaz de lo que necesita para llevar el logotipo de Compact Disc). [ cita requerida ]
Los sistemas de grabación de CD-R disponibles en 1990 eran similares al Meridian CD Publisher del tamaño de una lavadora, basado en la grabadora de audio Yamaha PDS de montaje en bastidor de dos piezas que costaba 35.000 dólares, [ cita requerida ] sin incluir los circuitos ECC externos necesarios para la codificación de datos, el subsistema de disco duro SCSI y la computadora de control MS-DOS .
El 3 de julio de 1991 se realizó la primera grabación de un concierto directamente en CD con una Yamaha YPDR 601. El concierto fue interpretado por Claudio Baglioni en el Estadio Flaminio de Roma, Italia. En ese momento, se esperaba que los CD grabables tuvieran una vida útil de no más de 10 años. Sin embargo, a julio de 2020, el CD de esta grabación en vivo todavía se reproduce sin errores incorregibles. [ cita requerida ]
Ese mismo año, la primera empresa que duplicó con éxito y de forma profesional los soportes CD-R fue CDRM Recordable Media. Como los soportes técnicos de calidad eran limitados por Taiyo Yuden , los primeros soportes CD-R utilizaban el tinte ftalocianina para la duplicación, que tiene un color aguamarina claro. En 1992, el coste de las grabadoras típicas se había reducido a 10.000-12.000 dólares y, en septiembre de 1995, Hewlett-Packard presentó su modelo 4020i fabricado por Philips, que, a 995 dólares, fue la primera grabadora que costaba menos de 1000 dólares. [2] A partir de la década de 2010, se podían encontrar dispositivos capaces de escribir en CD-R y otros tipos de CD grabables por menos de 20 dólares.
Los materiales de tinte desarrollados por Taiyo Yuden hicieron posible que los discos CD-R fueran compatibles con los discos CD de audio y CD-ROM.
En los Estados Unidos, existe una separación de mercado entre los CD-R de "música" y los CD-R de "datos", siendo los primeros notablemente más caros que los segundos debido a los acuerdos de derechos de autor de la industria con la RIAA . [3] En concreto, el precio de cada CD-R de música incluye una regalía obligatoria desembolsada a los miembros de la RIAA por el fabricante del disco; esto otorga al disco una "bandera de aplicación" que indica que se ha pagado la regalía. Las grabadoras de música independientes para el consumidor se niegan a grabar CD-R que no tengan esta bandera. Las grabadoras de CD profesionales no están sujetas a esta restricción y pueden grabar música en discos de datos. Los dos tipos de discos son funcional y físicamente idénticos aparte de esto, y las grabadoras de CD de ordenador pueden grabar datos y/o música en cualquiera de ellos. [4] A finales de la década de 2010 todavía se fabrican nuevos CD-R de música, aunque la demanda de ellos ha disminuido a medida que las grabadoras de música basadas en CD han sido suplantadas por otros dispositivos que incorporan la misma funcionalidad o una similar. [5]
Antes del CD-R, Tandy Corporation había anunciado un sistema de CD regrabable conocido como el sistema Tandy High-Density Optical Recording (THOR), que afirmaba ofrecer soporte para discos borrables y regrabables, hecho posible gracias a un "material de recubrimiento secreto" sobre el que Tandy había solicitado patentes, [6] y que, según se informa, se basaba en parte en un proceso desarrollado por Optical Data Inc., [7] con investigación y desarrollo realizados en el Magnetic Media Research Center de Tandy. [8] El medio THOR-CD, también conocido como el sistema Tandy High-Intensity Optical Recording, estaba destinado a ser reproducible en los reproductores de CD existentes, siendo compatible con los equipos de audio CD y CD-ROM existentes, y los propios discos empleaban una capa en la que las "marcas", "protuberancias" o "hoyos" legibles por un reproductor de CD convencional podían establecerse en el medio y eliminarse del mismo mediante un láser que funcionara a una frecuencia diferente. [7] El anuncio de Tandy fue lo suficientemente sorprendente como para "tomar desprevenidas a media docena de industrias", [9] al afirmar que para fines de 1990 se dispondría de productos de audio y video de consumo a menos de 500 dólares, [6] e invitar a otras organizaciones a licenciar la tecnología. [10] El anuncio atrajo entusiasmo, pero también escepticismo sobre la capacidad de Tandy para entregar el sistema, [8] lo cual resultó justificado, ya que la tecnología había sido "anunciada... ampliamente promocionada; luego se retrasó y, finalmente, nunca apareció". [11]
Un CD-R estándar es un disco de 1,2 mm (0,047 pulgadas) de espesor hecho de policarbonato y aproximadamente 120 mm (5") de diámetro. El disco de 120 mm (5") tiene una capacidad de almacenamiento de 74 minutos de audio o 650 megabytes (MB) de datos. Los CD-R/RW están disponibles con capacidades de 80 minutos de audio o 737.280.000 bytes (700 MB), que se logran moldeando el disco con las tolerancias más estrictas permitidas especificadas en las normas Orange Book CD-R/CD-RW. El margen de ingeniería que se reservaba para la tolerancia de fabricación se ha utilizado en su lugar para la capacidad de datos, sin dejar ninguna tolerancia para la fabricación; para que estos discos cumplan verdaderamente con la norma Orange Book, el proceso de fabricación debe ser perfecto. [ cita requerida ]
A pesar de lo anterior, la mayoría de los CD-R del mercado tienen una capacidad de 80 minutos. También existen discos de 90 minutos/790 MB y de 99 minutos/870 MB, aunque son menos comunes y se apartan del estándar Orange Book. Debido a las limitaciones de las estructuras de datos del ATIP, los discos en blanco de 90 y 99 minutos se identificarán como de 80 minutos. Como el ATIP es parte del estándar Orange Book, su diseño no admite algunas configuraciones de disco no estándar. Para utilizar la capacidad adicional, estos discos deben grabarse utilizando las opciones de sobregrabado del software de grabación de CD. El sobregrabado en sí se denomina así porque está fuera de los estándares escritos, pero, debido a la demanda del mercado, se ha convertido en una función estándar de facto en la mayoría de las unidades de escritura de CD y el software para ellas.
Algunas unidades utilizan técnicas especiales, como GigaRec de Plextor o HD-BURN de Sanyo, para escribir más datos en un disco determinado; estas técnicas son desviaciones de los estándares de los discos compactos (Libro Rojo, Amarillo y/o Naranja), lo que hace que los discos grabados tengan un formato propietario y no sean totalmente compatibles con los reproductores y unidades de CD estándar. En ciertas aplicaciones en las que los discos no se distribuirán ni intercambiarán fuera de un grupo privado y no se archivarán durante mucho tiempo, un formato propietario puede ser una forma aceptable de obtener una mayor capacidad (hasta 1,2 GB con GigaRec o 1,8 GB con HD-BURN en medios de 99 minutos). El mayor riesgo de utilizar un formato propietario de almacenamiento de datos, suponiendo que funcione de manera confiable como está diseñado, es que puede resultar difícil o imposible reparar o reemplazar el hardware utilizado para leer el medio si falla, se daña o se pierde después de que su proveedor original lo descontinúe.
Nada de lo dispuesto en las normas del Libro Rojo, Amarillo o Naranja prohíbe que los dispositivos de lectura y escritura de discos tengan la capacidad de leer y escribir discos que no cumplan con las normas de los discos compactos. Las normas exigen que los discos cumplan requisitos precisos para poder llamarse discos compactos, pero los demás discos pueden tener otros nombres; si esto no fuera así, ninguna unidad de DVD podría llevar legalmente el logotipo de disco compacto. Si bien los reproductores y las unidades de discos pueden tener capacidades que van más allá de las normas, lo que les permite leer y escribir discos no estándar, no hay garantía, en ausencia de especificaciones explícitas adicionales del fabricante más allá de la certificación normal del logotipo de disco compacto, de que un reproductor o una unidad en particular funcionen más allá de las normas en absoluto o de manera constante. Si el mismo dispositivo sin especificaciones explícitas de rendimiento más allá del logotipo de disco compacto maneja inicialmente discos no estándar de manera confiable, no hay garantía de que no deje de hacerlo más adelante y, en ese caso, no hay garantía de que pueda volver a hacerlo mediante servicio o ajuste. Los discos con capacidades superiores a 650 MB, y especialmente aquellos superiores a 700 MB, son menos intercambiables entre reproductores/unidades que los discos estándar y no son muy adecuados para uso de archivo, ya que su legibilidad en equipos futuros, o incluso en el mismo equipo en un momento futuro, no está asegurada a menos que se prueben y certifiquen específicamente en esa combinación, incluso bajo el supuesto de que los discos no se degradarán en absoluto.
El disco de policarbonato contiene una ranura en espiral, llamada pre-ranura porque se moldea antes de que se escriban los datos en el disco; guía el rayo láser al escribir y leer la información. La pre-ranura se moldea en el lado superior del disco de policarbonato, donde se moldearían los hoyos y las zonas de contacto si fuera un CD Red Book prensado y no grabable. El lado inferior, que mira hacia el rayo láser en el reproductor o la unidad, es plano y liso. El disco de policarbonato está recubierto en el lado de la pre-ranura con una capa muy fina de tinte orgánico. Luego, sobre el tinte se recubre una capa fina y reflectante de plata , una aleación de plata u oro . Finalmente, se aplica una capa protectora de una laca fotopolimerizable sobre el reflector de metal y se cura con luz ultravioleta .
Un CD-R en blanco no está "vacío"; el presurco tiene una oscilación (el ATIP ), que ayuda al láser de escritura a permanecer en la pista y a escribir los datos en el disco a una velocidad constante. Mantener una velocidad constante es esencial para garantizar el tamaño y el espaciado adecuados de los hoyos y las zonas marcadas en la capa de tinta. Además de proporcionar información de tiempo, el ATIP (tiempo absoluto en el presurco) también es una pista de datos que contiene información sobre el fabricante del CD-R, el tinte utilizado e información del medio (longitud del disco, etc.). El presurco no se destruye cuando se escriben los datos en el CD-R, un punto que algunos esquemas de protección de copia utilizan para distinguir las copias de un CD original.
Hay tres formulaciones básicas de tinte utilizadas en CD-R:
Existen muchas variaciones híbridas de las formulaciones de tintes, como Formazan de Kodak (un híbrido de cianina y ftalocianina).
En el pasado, muchos fabricantes han añadido colorantes adicionales para disfrazar sus inestables CD-R de cianina, por lo que la formulación de un disco no se puede determinar basándose únicamente en su color. De manera similar, una capa reflectante de oro no garantiza el uso del colorante de ftalocianina. La calidad del disco no solo depende del colorante utilizado, sino que también está influenciada por el sellado, la capa superior, la capa reflectante y el policarbonato. La simple elección de un disco en función de su tipo de colorante puede ser problemática. Además, la calibración correcta de la potencia del láser en la grabadora, así como la sincronización correcta de los pulsos láser, la velocidad estable del disco, etc., son fundamentales no solo para la legibilidad inmediata sino también para la longevidad del disco grabado, por lo que para el archivo es importante tener no solo un disco de alta calidad sino también una grabadora de alta calidad. De hecho, una grabadora de alta calidad puede producir resultados adecuados con medios de calidad media, pero los medios de alta calidad no pueden compensar a una grabadora mediocre, y los discos grabados por dicha grabadora no pueden alcanzar su máxima vida útil potencial de archivo.
Estos tiempos solo incluyen el paso de escritura óptica real sobre el disco. Para la mayoría de las operaciones de grabación de discos, se utiliza tiempo adicional para procesos adicionales, como la organización de los archivos y las pistas, que se suman al tiempo total mínimo teórico necesario para producir un disco. (Una excepción podría ser la creación de un disco a partir de una imagen ISO preparada, para la cual el tiempo adicional probablemente sería insignificante). A las velocidades de escritura más bajas, este tiempo adicional requiere mucho menos tiempo que el paso de escritura real del disco, por lo que puede ser insignificante, pero a velocidades de escritura más altas, el tiempo adicional se convierte en una proporción mayor del tiempo total necesario para producir un disco terminado y puede aumentarlo significativamente.
Además, por encima de una velocidad de 20×, las unidades utilizan una estrategia de CLV por zonas o CAV, donde la velocidad máxima anunciada solo se alcanza cerca del borde exterior del disco. [13] Esto no se tiene en cuenta en la tabla anterior. (Si no se hiciera esto, la rotación más rápida que se requeriría en las pistas internas podría provocar la fractura del disco y/o podría causar una vibración excesiva que imposibilitaría una escritura precisa y exitosa).
El disco en blanco tiene una pista de ranura previa en la que se escriben los datos. La pista de ranura previa, que también contiene información de tiempo, garantiza que la grabadora siga la misma trayectoria en espiral que un CD convencional. Una grabadora de CD escribe datos en un disco CD-R pulsando su láser para calentar áreas de la capa de tinte orgánico. El proceso de escritura no produce hendiduras (picaduras); en cambio, el calor cambia permanentemente las propiedades ópticas del tinte, modificando la reflectividad de esas áreas. Utilizando un láser de baja potencia, para no alterar aún más el tinte, el disco se vuelve a leer de la misma manera que un CD-ROM. Sin embargo, la luz reflejada no se modula mediante las hendiduras, sino mediante las regiones alternas de tinte calentado y sin alterar. [14] El cambio de la intensidad de la radiación láser reflejada se transforma en una señal eléctrica, de la que se recupera ("decodifica") la información digital. Una vez que se escribe una sección de un CD-R, no se puede borrar ni reescribir, a diferencia de un CD-RW . Un CD-R se puede grabar en varias sesiones. Una grabadora de CD puede escribir en un CD-R utilizando varios métodos, entre ellos:
Si se examina con atención, se pueden distinguir a simple vista las zonas escritas y no escritas. Los CD-R se escriben desde el centro hacia afuera, por lo que la zona escrita aparece como una banda interior con un sombreado ligeramente diferente.
Los CD tienen un área de calibración de potencia, que se utiliza para calibrar el láser de escritura antes y durante la grabación. Los CD contienen dos áreas de este tipo: una cerca del borde interior del disco, para la calibración a baja velocidad, y otra en el borde exterior del disco, para la calibración a alta velocidad. Los resultados de la calibración se graban en un área de gestión de grabación (RMA) que puede albergar hasta 99 calibraciones. El disco no se puede escribir una vez que la RMA está llena, sin embargo, la RMA se puede vaciar en los discos CD-RW. [16]
Las pruebas de la vida real (no de envejecimiento acelerado) han revelado que algunos CD-R se degradan rápidamente incluso si se almacenan normalmente. [17] [18] La calidad de un disco CD-R tiene una influencia grande y directa en la longevidad: no se debe esperar que los discos de baja calidad duren mucho. Según la investigación realizada por J. Perdereau, se espera que los CD-R tengan una expectativa de vida promedio de 10 años. [19] La marca no es una guía confiable para la calidad, porque muchas marcas (tanto importantes como sin nombre) no fabrican sus propios discos. En cambio, se obtienen de diferentes fabricantes de calidad variable. Para obtener mejores resultados, se debe verificar el fabricante real y los componentes materiales de cada lote de discos.
Los CD-R grabados sufren una degradación del material, al igual que la mayoría de los medios grabables. Los medios CD-R tienen una capa interna de tinte que se utiliza para almacenar datos. En un disco CD-RW , la capa de grabación está hecha de una aleación de plata y otros metales: indio, antimonio y telurio. [20] En los medios CD-R, el propio tinte puede degradarse, lo que hace que los datos se vuelvan ilegibles.
Además de la degradación del tinte , el fallo de un CD-R puede deberse a la superficie reflectante. Si bien la plata es menos costosa y se usa más ampliamente, es más propensa a la oxidación , lo que da como resultado una superficie no reflectante. El oro , por otro lado, aunque es más caro y ya no se usa tanto, es un material inerte, por lo que los CD-R a base de oro no sufren este problema. Los fabricantes han estimado que la longevidad de los CD-R a base de oro es de hasta 100 años. [21]
Al medir la tasa de errores de datos corregibles , se puede medir la integridad de los datos y/o la calidad de fabricación de los medios CD-R, lo que permite una predicción confiable de futuras pérdidas de datos causadas por la degradación de los medios. [22]
Se recomienda que, si se utilizan etiquetas de papel con reverso adhesivo, las etiquetas estén fabricadas especialmente para CD-R. Un CD balanceado vibra solo levemente cuando gira a alta velocidad. Las etiquetas defectuosas o mal hechas, o las que se aplican descentradas, desequilibran el CD y pueden hacer que vibre cuando gira, lo que provoca errores de lectura e incluso puede dañar la unidad. [23]
Una alternativa profesional a las etiquetas de CD son los CD preimpresos con serigrafía de 5 colores o una prensa offset. También es habitual utilizar un rotulador permanente, pero los disolventes de estos rotuladores pueden afectar a la capa de tinta.
Dado que los CD-R, en general, no se pueden borrar de forma lógica en ningún grado, su eliminación presenta un posible problema de seguridad si contienen datos confidenciales o privados. Para destruir los datos es necesario destruir físicamente el disco o la capa de datos. Calentar el disco en un horno microondas durante 10 a 15 segundos destruye eficazmente la capa de datos al provocar un arco eléctrico en la capa reflectante de metal, pero este mismo arco eléctrico puede provocar daños o un desgaste excesivo del horno microondas. Muchas destructoras de papel de oficina también están diseñadas para destruir CD.
Algunos grabadores recientes (Plextor, LiteOn) admiten operaciones de borrado en medios -R, "sobrescribiendo" los datos almacenados con una potente potencia láser, aunque el área borrada no se puede sobrescribir con datos nuevos.
El material de policarbonato y la posible presencia de oro o plata en la capa reflectante harían que los CD-R fueran altamente reciclables. Sin embargo, el policarbonato tiene muy poco valor y la cantidad de metales preciosos es tan pequeña que no es rentable recuperarlos. [24] En consecuencia, los recicladores que aceptan CD-R normalmente no ofrecen compensación por la donación o el transporte de los materiales. [25] [26]
En los CD reales, los hoyos tallados en la superficie del CD son leídos por el láser en la unidad de CD-ROM. Los CD-Recordables, o CD-R, simulan los hoyos colocando manchas de tinta en el CD.