CD-R ( disco compacto grabable ) es un formato de almacenamiento de disco óptico digital . Un disco CD-R es un disco compacto que se puede escribir una vez y leer arbitrariamente muchas veces.
Los discos CD-R (CD-R) son legibles con la mayoría de los lectores de CD fabricados antes de la introducción del CD-R, a diferencia de los discos CD-RW .
Originalmente llamada CD Write-Once (WO) , la especificación CD-R fue publicada por primera vez en 1988 [ cita necesaria ] por Philips y Sony en el Orange Book , que consta de varias partes que proporcionan detalles de CD-WO, CD-MO. (Magneto-Optic), y posteriormente CD-RW (ReWritable). Las últimas ediciones han abandonado el uso del término CD-WO en favor de CD-R , mientras que CD-MO rara vez se utilizaba. Los CD-R y CD-RW escritos 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 del Libro Amarillo para CD-ROM solo especifica un formato de datos de alto nivel y hace referencia al Libro Rojo para todos los detalles del formato físico y del 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 escritos correctamente en discos 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 las cumplen. Los discos CD-RW tienen una reflectividad menor que los CD-R o los CD impresos (no grabables) y, por esta razón, no pueden cumplir con el estándar del Libro Rojo. Algunos hardware compatibles con los CD Red Book pueden tener dificultades para leer los CD-R y, debido a su menor reflectividad, especialmente los CD-RW. [1] En la medida en que el hardware de CD puede leer discos de longitud extendida o discos CD-RW, se debe a que 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 deberá llevar el logotipo del disco compacto). [ cita necesaria ]
Los sistemas de grabación 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, [ cita necesaria ] sin incluir los circuitos ECC externos necesarios para la codificación de datos. Subsistema de disco duro SCSI y ordenador de control MS-DOS .
El 3 de julio de 1991, se realizó la primera grabación de un concierto directamente en CD utilizando una Yamaha YPDR 601. El concierto fue realizado por Claudio Baglioni en el Stadio Flaminio de Roma, Italia. En aquel momento, se preveía que los CD grabables tendrían una vida útil no superior a 10 años. Sin embargo, a partir de julio de 2020, el CD de esta grabación en vivo aún se reproduce sin errores incorregibles. [ cita necesaria ]
Ese mismo año, la primera empresa en duplicar con éxito y profesionalmente medios CD-R fue CDRM Recordable Media. Dado que los medios técnicos de calidad de Taiyo Yuden son limitados , los primeros medios CD-R utilizaron tinte de 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 costó menos de 1.000 dólares. [2] A partir de la década de 2010, los dispositivos capaces de escribir en CD-R y otros tipos de CD grabables se podían encontrar por menos de 20 dólares.
Los materiales colorantes desarrollados por Taiyo Yuden hicieron posible que los discos CD-R fueran compatibles con los discos Audio CD 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] Específicamente, 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 un "indicador de aplicación" que indica que se han pagado los derechos. Las grabadoras de música independientes para el consumidor se niegan a grabar CD-R a los que les falte 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 computadora pueden grabar datos y/o música en cualquiera de ellos. [4] Todavía se fabrican nuevos CD-R de música a finales de la década de 2010, aunque la demanda de ellos ha disminuido a medida que las grabadoras de música basadas en CD han sido reemplazadas por otros dispositivos que incorporan la misma funcionalidad o una similar. [5]
Antes de CD-R, Tandy Corporation había anunciado un sistema de CD regrabable conocido como sistema Tandy de grabación óptica de alta densidad (THOR), afirmando ofrecer soporte para discos borrables y regrabables, posible gracias a un "material de recubrimiento secreto" sobre el cual Tandy había solicitado patentes [6] y, según se informa, se basaba en parte en un proceso desarrollado por Optical Data Inc., [7] con investigación y desarrollo realizados en el Centro de Investigación de Medios Magnéticos de Tandy. [8] Conocido también como sistema de grabación óptica de alta intensidad Tandy, el medio THOR-CD estaba pensado para poder reproducirse en reproductores de CD existentes, siendo compatible con equipos de CD de audio y CD-ROM existentes, y los propios discos emplean una capa en la que las "marcas", "protuberancias" o "hoyos" legibles por un reproductor de CD convencional podrían establecerse en el medio y eliminarse del mismo mediante un láser que funcione a una frecuencia diferente. [7] El anuncio de Tandy fue lo suficientemente sorprendente como para "tomar a media docena de industrias con la guardia baja", [9] afirmando la disponibilidad de productos de audio y video para el consumidor por debajo de $500 para fines de 1990, [6] e invitando a otras organizaciones a licenciar el tecnología. [10] El anuncio atrajo entusiasmo pero también escepticismo sobre la capacidad de Tandy para entregar el sistema, [8] y esto último resultó estar justificado, ya que la tecnología había sido "anunciada... fuertemente promocionada; luego se retrasó y, finalmente, se simplemente nunca apareció". [11]
Un CD-R estándar es un disco de policarbonato de 1,2 mm (0,047 pulgadas) de espesor y aproximadamente 120 mm (5 pulgadas) de diámetro. El disco de 120 mm (5 pulgadas) 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), lo que se logra moldeando el disco con las tolerancias permitidas más estrictas especificadas en los estándares CD-R/CD-RW del Orange Book . El margen de ingeniería que estaba reservado para la tolerancia de fabricación se ha utilizado en su lugar para la capacidad de datos, sin dejar tolerancia para la fabricación; Para que estos discos cumplan verdaderamente con el estándar Orange Book, el proceso de fabricación debe ser perfecto. [ cita necesaria ]
Pese a lo anterior, la mayoría de CD-R del mercado tienen una capacidad de 80 minutos. También hay 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 espacios en blanco de 90 y 99 minutos se identificarán como de 80 minutos. Como ATIP es parte del estándar Orange Book, su diseño no admite algunas configuraciones de discos no estándar. Para utilizar la capacidad adicional, estos discos deben grabarse utilizando las opciones de sobregrabación del software de grabación de CD. La sobregrabación en sí se llama 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 grabación de CD y en 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 discos compactos (Libro Rojo, Amarillo y/o Naranja), lo que hace que los discos grabados tengan formato propietario y no sean totalmente compatibles con reproductores y unidades de CD estándar. En determinadas 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 mayor capacidad (hasta 1,2 GB con GigaRec o 1,8 GB con HD- BURN en soporte de 99 minutos). El mayor riesgo al utilizar un formato de almacenamiento de datos patentado, suponiendo que funcione de manera confiable según lo diseñado, es que puede resultar difícil o imposible reparar o reemplazar el hardware utilizado para leer los medios si falla, se daña o se pierde después. su proveedor original lo suspende.
Nada en los estándares del Libro Rojo, Amarillo o Naranja prohíbe que los dispositivos de lectura/escritura de discos tengan la capacidad de leer/escribir discos más allá de los estándares de discos compactos. Las normas exigen que los discos cumplan requisitos precisos para poder denominarse discos compactos, pero los demás discos pueden recibir otros nombres; si esto no fuera cierto, ninguna unidad de DVD podría llevar legalmente el logotipo del disco compacto. Si bien los reproductores y unidades de disco pueden tener capacidades más allá de los estándares, permitiéndoles leer y escribir discos no estándar, no hay garantía, en ausencia de especificaciones adicionales explícitas del fabricante más allá de la certificación normal del logotipo de disco compacto, de que cualquier reproductor o unidad en particular funcionará más allá de los estándares. los estándares en absoluto o consistentemente. Si el mismo dispositivo sin especificaciones de rendimiento explícitas más allá del logotipo del disco compacto maneja inicialmente discos no estándar de manera confiable, no hay garantía de que no dejará de hacerlo más adelante y, en ese caso, no hay garantía de que se pueda obligar a que lo haga. nuevamente 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 en el futuro, no está asegurada a menos que se pruebe y certifique 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, denominada preranura porque se moldea antes de que se escriban los datos en el disco; guía el rayo láser al escribir y leer información. La ranura previa está moldeada en la parte superior del disco de policarbonato, donde se moldearían los hoyos y las superficies si se tratara de un CD Red Book prensado y no grabable. La parte inferior, que mira hacia el rayo láser en el reproductor o unidad, es plana y lisa. El disco de policarbonato está recubierto en el lado previo a la ranura con una capa muy fina de tinte orgánico. Luego, encima del tinte se recubre una fina capa reflectante de plata , una aleación de plata u oro . Finalmente, se aplica una capa protectora de una laca fotopolimerizable sobre el reflector metálico y se cura con luz ultravioleta .
Un CD-R en blanco no está "vacío"; el pregroove tiene una oscilación (el ATIP ), que ayuda al láser de escritura a mantener el rumbo y escribir los datos en el disco a una velocidad constante. Mantener una tasa constante es esencial para garantizar el tamaño y el espaciado adecuados de los hoyos y tierras quemadas en la capa de tinte. Además de proporcionar información de sincronización, el ATIP (tiempo absoluto en 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 surco previo no se destruye cuando los datos se escriben 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 los CD-R:
Existen muchas variaciones híbridas de las formulaciones de tintes, como Formazan de Kodak (un híbrido de cianina y ftalocianina).
Muchos fabricantes han agregado colorantes adicionales para disfrazar sus CD-R inestables con cianina en el pasado, por lo que la formulación de un disco no se puede determinar basándose únicamente en su color. Del mismo modo, una capa reflectante de oro no garantiza el uso de tinte de ftalocianina. La calidad del disco no sólo depende del tinte utilizado, sino que también depende del sellado, la capa superior, la capa reflectante y el policarbonato. Simplemente elegir un disco según su tipo de tinte puede resultar problemático. Además, la calibración correcta de la potencia del láser en la grabadora, así como la sincronización correcta de los pulsos del láser, la velocidad estable del disco, etc., son fundamentales no sólo para la legibilidad inmediata sino también para la longevidad del disco grabado, por lo que para archivarlo Es importante tener no sólo un disco de alta calidad sino también una grabadora de alta calidad. De hecho, un escritor de alta calidad puede producir resultados adecuados con medios de calidad media, pero los medios de alta calidad no pueden compensar a un escritor mediocre, y los discos escritos por dicho escritor no pueden alcanzar su máxima vida útil potencial de archivo.
Estos tiempos sólo 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 generales, como organizar los archivos y las pistas, lo que se suma al tiempo total mínimo teórico necesario para producir un disco. (Una excepción podría ser crear un disco a partir de una imagen ISO preparada, para lo cual la sobrecarga probablemente sería trivial). A las velocidades de escritura más bajas, esta sobrecarga toma mucho menos tiempo que la pasada de escritura del disco real, por lo que puede ser insignificante, pero a velocidades de escritura más altas, el tiempo de sobrecarga se convierte en una proporción mayor del tiempo total necesario para producir un disco terminado y puede aumentarlo significativamente.
Además, por encima de 20 × la velocidad, las unidades utilizan una estrategia Zoned-CLV o CAV, donde la velocidad máxima anunciada solo se alcanza cerca del borde exterior del disco. [13] Esto no se tiene en cuenta en el cuadro anterior. (Si no se hiciera esto, la rotación más rápida que se requeriría en las pistas internas podría causar la fractura del disco y/o podría causar una vibración excesiva que haría imposible una escritura precisa y exitosa.)
El disco en blanco tiene una pista previa al ritmo en la que se escriben los datos. La pista pre-groove, que también contiene información de sincronización, garantiza que la grabadora siga el mismo recorrido 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 (hoyos); en cambio, el calor cambia permanentemente las propiedades ópticas del tinte, cambiando la reflectividad de esas áreas. Utilizando un láser de baja potencia, para no alterar aún más el tinte, el disco se lee del mismo modo que un CD-ROM. Sin embargo, la luz reflejada no está modulada por hoyos, sino por regiones alternas de tinte calentado e inalterado. [14] El cambio de intensidad de la radiación láser reflejada se transforma en una señal eléctrica, a partir de la cual se recupera ("decodifica") la información digital. Una vez escrita 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 mediante varios métodos, entre ellos:
Con un examen cuidadoso, las áreas escritas y no escritas se pueden distinguir a simple vista. Los CD-R se escriben desde el centro hacia afuera, por lo que el área escrita aparece como una banda interior con un sombreado ligeramente diferente.
Los CD tienen un área de calibración de energía, que se utiliza para calibrar el láser de escritura antes y durante la grabación. Los CD contienen dos de estas áreas: una cerca del borde interior del disco, para la calibración de baja velocidad, y otra en el borde exterior del disco, para la calibración de alta velocidad. Los resultados de la calibración se registran en un área de gestión de registros (RMA) que puede contener hasta 99 calibraciones. El disco no se puede escribir después de que el RMA esté lleno; sin embargo, el RMA se puede vaciar en discos CD-RW. [dieciséis]
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 una investigación realizada por J. Perdereau, se espera que los CD-R tengan una esperanza de vida media de 10 años. [19] La marca no es una guía confiable de calidad, porque muchas marcas (tanto las principales como las sin nombre) no fabrican sus propios discos. En cambio, provienen de diferentes fabricantes de diferente calidad. Para obtener mejores resultados, se deben verificar el fabricante real y los componentes materiales de cada lote de discos.
Los CD-R grabados sufren 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 tinte mismo puede degradarse y hacer 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 utiliza mucho, 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 de oro puede llegar a los 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]
Si utiliza etiquetas de papel con reverso adhesivo, se recomienda que las etiquetas estén hechas especialmente para CD-R. Un CD equilibrado vibra sólo ligeramente cuando se gira a alta velocidad. Las etiquetas malas o mal hechas, o las etiquetas aplicadas descentradas, desequilibran el CD y pueden provocar que vibre al girar, lo que provoca errores de lectura e incluso corre el riesgo de dañar la unidad. [23]
Una alternativa profesional a las etiquetas de CD son los CD preimpresos utilizando una serigrafía de 5 colores o una prensa offset. Usar un rotulador permanente también es una práctica común. Sin embargo, los disolventes de estos bolígrafos pueden afectar la capa de tinte.
Dado que los CD-R, en general, no se pueden borrar lógicamente en ningún grado, la eliminación de los CD-R presenta un posible problema de seguridad si contienen datos confidenciales o privados. Destruir los datos requiere destruir físicamente el disco o la capa de datos. Calentar el disco en un horno microondas durante 10 a 15 segundos destruye efectivamente la capa de datos al provocar un arco en la capa reflectante de metal, pero este mismo arco puede causar daños o desgaste excesivo en el horno microondas. Muchas trituradoras de papel de oficina también están diseñadas para destruir CD.
Algunas grabadoras 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 el posible oro o plata de la capa reflectante harían que los CD-R sean altamente reciclables. Sin embargo, el policarbonato tiene muy poco valor y la cantidad de metales preciosos es tan pequeña que no resulta rentable recuperarlos. [24] En consecuencia, los recicladores que aceptan CD-R generalmente no ofrecen compensación por donar o transportar los materiales. [25] [26]
En los CD reales, el láser de la unidad de CD-ROM lee los hoyos tallados en la superficie del CD.
Los CD-Recordables, o CD-R, simulan los hoyos poniendo manchas de tinta en el CD.