jueves, 10 de diciembre de 2009

Cómo funciona... un CD

El CD, Compact Disc, Disco Compacto, o cómo lo queramos llamar, fue el gran salto para almacenar información digital después de los disquetes (a los que otro día dedicaremos un Cómo funciona... si queréis). Actualmente ya están cayendo en el deshuso pues los DVD tienen mayor capacidad de almacenamiento y velocidad de trasmisión de datos, pero eso no quita que sigan siendo nuestros mayores aliados a la hora de grabar nuestros datos o de escuchar música. Ahora bien, ¿cómo funciona un CD?

El funcionamiento de un CD lleva detrás mucha más física de la que uno se podría imaginar en un principio. Para empezar debemos saber cómo es físicamente el CD. En el disco de 1,2 mm de grosor hay cuatro capas diferentes con funciones muy específicas:
  • Capa de policarbonato de plástico, donde está grabada la información en el CD (A).
  • Capa reflectante de aluminio, y más raramente de oro o plata, donde el láser (E) se refleja (luego explicaremos esto con más detalle) (B).
  • Capa de laca para proteger y mantener limpia y brillante la capa de aluminio (C).
  • Opcionalmente, una etiqueta en la parte superior donde se puede escribir y/o tiene serigrafiada la carátula del disco (D).
Una vez que sabemos cómo es el interior de un CD podemos pasar a su funcionamiento cuando lo introducimos en un lector de CDs.

La información del CD se encuentra, como ya dijimos antes, en la parte interna de la capa de policarbonato y para leer esta información necesitamos el láser del lector de CDs. En el lector no sólo está el láser (es infrarrojo así que no es visible) si no que también tiene un sensor (fotodiodo) que recibe la luz del láser reflejada en la capa de aluminio. Antes, esta luz del láser tiene que atravesar la capa de policarbonato y sufre diferentes cambios dependiendo de cómo sea cada punto de esta capa. Y es que la capa de policarbonato no es completamente lisa si no que tiene pequeñas hendiduras (pits en inglés) que provocan alteraciones en la luz láser.

Comentar que aquí la cosa es un poco ambigua pues las hendiduras son tales desde el lado de la etiqueta (desde arriba), ya que desde el punto de vista del láser (desde abajo) son salientes. Aquí estaremos mirando el CD siempre del lado de la etiqueta, es decir, "desde arriba".

Las hendiduras tienen una profundidad de unos 100 nm con respecto a las llanuras (zonas de no hendidura), y tienen una anchura de unos 500 nm. Están ordenados en una espiral que recorre todo el CD y que si la midiéramos tendría más de 5,7 km de longitud. El lector de CD la recorre a una velocidad de unos 1,2 m/s así que tenemos la duración de uno 80 minutos que tiene cada CD. O lo que es lo mismo, 700 MB.

Por tanto, lo que este láser hace es ir "iluminando" cada punto del CD e ir comprobando si hay una hendidura o una llanura. El láser sabe en qué zona estamos ya que cuando no hay cambios, es decir hay una secuencia de llanura o de hendidura, el láser se refleja y llega bien al sensor. Mientras que cuando se produce una variación, es decir pasamos de hendidura a llanura o de llanura a hendidura, cambia el ángulo de reflexión y la luz láser no llega al sensor. Así pues ya tenemos la representación binaria que entiende el ordenador: a la zona de no variación se le asigna el valor 0 y cuando se pruduce un cambio se le asigna el valor 1. La secuencia de 0 y 1 es la que le permite saber al ordenador qué información hay almacenada en el CD para poder reproducirla en la pantalla, guardarla o lo que sea.


Para los más románticos, decir que un CD de música es algo así como una de esas antiguas cajitas de música que funcionaban con una ruedita dentada tocada por un cepillo metálico, pero a escala más pequeña con mucha más capacidad y funcionando mediante ceros y unos que un ordenador lee, interpreta y convierte en sonido. Curioso, ¿verdad?

Así que nada más. Básicamente, éste es el funcionamiento de un CD de los muchos que podéis tener por casa. ¿Ya sabías u os imaginabais que funcionaban así? Y sabiendo esto, ¿podríais intuir cómo funciona un disco grabable (CD-R) o uno regrabable (CD-RW)?

Por mi parte nada más. Os dejo que busquéis más información por vuestra cuenta para saciar vuestra curiosidad :P

Saludos ;)

Humor científico: especial física y química
Humor científico: especial medicina

5 comentarios:

Javier dijo...

Estupendo Wis.

Cuesta un esfuerzo enorme encontrar un sitio donde no digan la "cómoda falsedad" de que "una cima es un 1 y un valle un 0".

Debido a esta manera de escribir, no puede haber dos 1 seguidos. Así que antes de grabar la información se le pasa un algoritmo que alarga un poco la cadena, generando una nueva en la que no hay dos 1 seguidos, como puede leerse en la especificación del formato.

Saludos

Javier

Wis_Alien dijo...

Gracias Javier. La verdad es que pensé en simplificarlo, pero iba en contra de lo que pretende esta sección de explicar las cosas de forma sencilla pero también de la forma más precisa posible.

Lo del algoritmo ya me parecía demasiado así que preferí no comentarlo porque además ya es más de cómo trabaja el ordenador, no del propio CD.

Saludos y gracias por tu aporte ;)

Héctor dijo...

¡Buena entrada Wis! ;)

José Luis dijo...

Buena entrada Wis, amena, sencilla y con enlaces para el/la que quiera profundizar mas. El esquema me ha venido muy bien porque en un mommento dado me he perddo un poco. Lo dicho Wis, muy buena entrada.

Wis_Alien dijo...

Gracias a los dos :)