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Febrero 1996

El hermano mayor del cd-rom

Por José A. Senso

Quizá resulte excesivamente fuerte esta afirmación, pero no por ello será menos cierta. Hasta ahora se había visto al cd-rom como un instrumento que, debido a sus especiales características, era el más apropiado para contener información que difícilmente tendría cabida en otros soportes (bases de datos, multimedia, vídeo digital...). Pero a muy pocas personas se les había ocurrido contemplarlo como el principio de una auténtica revolución.

El cd-rom, en sí mismo, no ha muerto. Lo que ha sido eliminado es el concepto que de él se tenía. La nueva revolución del cd-rom señala el inicio de una segunda década dentro de su corta vida. Una década que está marcada por una palabra: metamorfosis.

Esta segunda etapa debe tener como objetivos cara al usuario conseguir una mejora en los lectores, en la estructura lógica y física del CD y en la compatibilidad entre diferentes sistemas.

El futuro

Los primeros pasos en la nueva vida del CD están orientados hacia el aumento de su capacidad.

En un cd-rom la información se encuentra grabada en una pista continua que forma una espiral que contiene microscópicas depresiones (pits) y llanuras (lands).

Por tanto, esa información ocupa un espacio físico que viene determinado por el número de agujeros y llanuras que sea posible realizar en el soporte plástico sobre el que se realiza la grabación. La proporción que existe entre el espacio físico y la cantidad de información almacenada se denomina densidad.

Para incrementar la densidad de un CD necesitamos en primer lugar introducir más agujeros por pista.

Por otra parte, en un cd-rom estándar la separación entre dos vueltas contiguas de la espiral es de 1,6 micras (1 micra es la millonésima parte de un metro), lo que supone 600 surcos por mm. Si conseguimos reducir la densidad de la pista (track pitch) minimizando el espacio que existe entre una pista y otra lograremos obtener más surcos por mm y, por lógica, almacenar más información en menos sitio.

Éste fue el punto de partida sobre el que se comenzó a trabajar a principios de la década de los 90. Los resultados han ido apareciendo a lo largo de los dos últimos años.

El nacimiento del High Density CD

Dentro de la industria del CD existen dos caminos para conseguir la normalización de un nuevo producto. El primero es a través de la creación de un grupo de expertos que estudie sus posibilidades y establezca un proyecto de norma que refleje el consenso entre todas las partes (caso del Mpeg).

La segunda opción es el resultado natural de la cooperación entre empresas. Si varias compañías se han unido para sacar adelante un proyecto también es lógico que se unan para proponer la norma que normalice las características de ese producto.

Esto es lo que ocurrió con Philips Electronics y Sony Corporation. Ambas empresas establecieron un convenio para desarrollar lo que más tarde designaron con el nombre de High Density CD.

Este nuevo formato permite, en un primer nivel, la realización de cd-roms con una capacidad aproximada de 3,7 GB (gigabyte = mil millones de bytes). Estos discos, con una posibilidad de almacenamiento que multiplica por cinco la de los actuales cd-roms, requieren que el láser del lector tenga una longitud de onda de 635 nm (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro).

El código que emplea este sistema para la corrección de errores es CIRC+, también llamado Diamond+, versión mejorada de CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code).

El método utilizado para la modulación y codificación de términos es una actualización del sistema usado para los cd-roms estándar. Este mecanismo, denominado EFM+ (Eight to Fourteen bit Modulation), transforma las palabras de ocho a catorce bits, optimizando así la eficiencia y reduciendo al mínimo los errores.

A pesar de que la norma establece tan sólo una cara para cada disco, se deja abierta la posibilidad de fabricar discos con dos caras, lo que permitiría doblar la capacidad a 7,4 GB aproximadamente.

El Super Density Digital Video Disc

A mediados de 1994 Time Warner y Toshiba decidieron unir sus esfuerzos para desarrollar un CD capaz de lograr, entre otras cosas:

  • 135 minutos de FLM (Full Lenght Movie)
  • calidad de imagen superior a la de los actuales vídeos domésticos
  • compatibilidad de audio con los mismos sistemas usados en la industria del cine
  • posibilidad de incluir información en varios idiomas.

Si después de observar estos requerimientos alguien nos dice que varias empresas de la industria de la cinematografía se encuentran detrás de este proyecto (como así ocurre), la conclusión a la que llegamos es sencilla: estamos ante el sustituto del vídeo doméstico.

En el proyecto de norma se ha denominado a este producto SD-DVD (Super Density Digital Video Disc), que está formado por una "familia" muy numerosa:

  • SD 5: disco de una sola capa con 5 GB de capacidad
  • SD 9: disco con dos capas y una cara con 9 GB de capacidad
  • SD 10: disco con dos caras de 5 GB cada una

No contentos con la gama, a mediados de mayo de 1995 se anunció la aparición en el mercado de un nuevo producto: el SD RAM. Se trata de un híbrido entre el SD y el CD Erasable, que ofrece la posibilidad de borrar y volver a escribir datos tantas veces como se quiera. Tiene una capacidad de almacenamiento de 2,6 GB por cara. Teniendo en cuenta que es un disco con dos caras, la capacidad total ronda los 5,2 GB.

El sistema de corrección de errores es una variación del código CIRC denominada RS-PC (Reed Solomon Product Code). Además de la capacidad, SD tiene como característica más destacada la de ser un disco con dos caras, igual que el Laser Videodisc.

Diferencias entre los dos sistemas

A primera vista, la diferencia más llamativa entre ambas propuestas es meramente numérica. El Hdcd permite una capacidad máxima de almacenamiento de 7,4 GB, mientras que el SD tiene una gama que llega hasta los 10 GB. Pero detrás de estos números se esconden dos filosofías completamente diferentes.

La apuesta de futuro del Hdcd está encaminada hacia el disco con una sola cara, aunque también contempla la posibilidad de realizar discos con una cara y dos capas. Por otra parte, el SD responde a una idea más innovadora, al proponer no sólo dos capas, sino además las dos caras.

También existen diferencias físicas, ya que el Hdcd será un disco con un diámetro que oscilará entre los 12 cm del CD estándar y los 8 cm. Por su parte, el SD tendrá un grosor de 1,2 mm, que habrá que dividir entre dos al tener dos caras. Es decir, que aunque el CD tenga 1,2 mm, realmente tiene 0,6 mm, que es lo que ocupa cada cara.

Teniendo en cuenta que además cada sistema utiliza diferentes mecanismos de corrección de errores, es natural pensar que la forma de fabricación también será diferente.

También hay que contar con que el tiempo de grabación será mayor, lo que encarecerá el producto. Lo que todavía pocas personas son capaces de decir es cuál de los dos es más barato.

El problema no ha hecho más que comenzar

Suponemos que a estas alturas la mayoría de los lectores ya se habrán dado cuenta de cuál es el problema que más repercusiones tendrá cara al usuario: el aparato lector.

Exacto, ese flamante lector de cuádruple velocidad que nos compramos hace menos de un año amenaza con quedarse ya anticuado.

La longitud de onda del láser de cualquier lector de CD actual es de 780 nm. Por su parte, el coeficiente numérico de apertura es de 0,45. Estos requisitos son los que necesita cualquier cd-rom estándar para poder ser leído.

Si tenemos en cuenta que se ha conseguido ampliar la capacidad de almacenamiento de los CDs gracias a la reducción de espacio entre una depresión y otra, también tendremos que considerar que el láser que necesitamos debe tener una longitud de onda menor.

Al mismo tiempo, no debemos olvidar que el coeficiente de apertura de la lente debe ser mayor.

Así, el lector de Hdcd debe tener una longitud de onda de 635 nm y una apertura de 0,52.

El SD, por su parte, debe ser leído con un láser con 650 nm de longitud de onda y una lente con un coeficiente numérico de apertura de 0,6.

Las cifras nos enfrentan a una realidad evidente: un mismo lector no podrá, en principio, leer los dos tipos de CDs, puesto que ambos formatos son incompatibles física y lógicamente.

Esto plantea serios problemas a la hora de la normalización. Recordemos que existe ya una norma, la ISO 9660, encargada de especificar el formato lógico del cd-rom. Se barajan dos posibilidades para abordar el problema. Por un lado realizar una nueva norma que contemple tanto el aspecto físico como el lógico. La segunda opción pasa por la modificación de ISO 9660, con el fin de readaptarla a la nueva situación.

Esta última opción trae consigo muchos problemas. Sin embargo, la pregunta ahora sería: ¿Modificar la ISO? De acuerdo, pero para adaptarla ¿al Hdcd o al SD?

Se están realizando grandes esfuerzos por conseguir una compatibilidad total entre los dos sistemas, pero parece ser que el problema no se encuentra únicamente en el aspecto técnico.

Quién apoya a quién

Cuando en el desarrollo de un proyecto, además de dinero, está en juego el prestigio de varias multinacionales se corre el riesgo de que lo que empezó como un avance tecnológico se convierta en una auténtica guerra.

Ambos proyectos se han desarrollado de forma paralela e independiente, lo que ha generado que se formen dos frentes perfectamente delimitados.

La norma Hdcd, desarrollada por Philips/Sony, está siendo respaldada por un numeroso conjunto de empresas, entre las que se encuentran varios grupos dedicados al entretenimiento: Acer, Alps, JVC, Mitsumi, Ricoh, Teac, Sony Music, Columbia y TriStar, entre otros.

Toshiba/Time Warnertampoco se quedan atrás y, entre el grupo de 17 empresas que apoyan el SD, se encuentran: Matsushita, Pioneer, Thomson, Hitachi, Disney, Paramount, Viacom, MGM y Warner Bros.

Dado que todavía hay muchas cosas en el aire y que hasta la fecha lo único que se tiene son proyectos de normas, existe un numeroso grupo de empresas que han decidido no decantarse públicamente hacia una u otra opción hasta que no se presente un proyecto común. En esa situación se encuentran Apple, Compaq, Hewlett-Packard, IBM y Microsoft, entre otras.

El mercado del producto

Igual que el CD Audio ha ido sustituyendo poco a poco al vinilo en el mercado discográfico, podremos observar cómo el SD y el Hdcd reemplazarán al vídeo doméstico. Probablemente pensaban en esto los responsables de la industria cinematográfica cuando decidieron embarcarse en esta aventura.

Ambos sistemas permiten la realización de aplicaciones basadas en FLM (Full Lenght Movie), lo que significa que un solo CD puede almacenar una película con una duración de 135 minutos.

Por supuesto, este metraje aumentaría o disminuiría dependiendo del tipo de CD escogido.

La unión entre el sistema FLM y los CDs de alta densidad ha generado un producto denominado Digital Video Disc, que aumenta las ventajas de la cintas de vídeo añadiendo la versatilidad de los soportes ópticos.

Por lo demás, el mercado de este nuevo soporte será exactamente el mismo que el que ha tenido hasta ahora el cd-rom. Lo que sí habrá que tener en cuenta a partir de ahora son las numerosas posibilidades que se le presentan a sistemas como el CD Audio, el CD Plus o el Vídeo CD.

Cd-rom Hdcd Sd-dvd
Longitud de onda Caras Proporción de datos
780 nm 635 nm 650 nm 1 1 1 ó 2 varía 3,3 Mb/seg 4,9 Mb/seg
Apertura numérica Reflectividad Capacidad
0,45 0,52 0,6 Alta Alta y baja Alta y baja 650 Mb 3,7/7,4 GB 5/9/10 GB
Diámetro Densidad de la pista Duración
12 cm 12/8 cm 12 cm 1,6 micras 0,85 micras 0,725 micras 74 min. 135/270 min. 135/270 min.
Grosos Modulación Modo de grabaci6oacute;n
1,2 mm 1,2 mm 2x 0,6 mm EFM EFM+ ? Modo 1 Modo 3 ?
Capas Corrección de errores forma 1 y 2
1 1 ó 2 1 ó 2 CIRC CIRC+ RS-PC

Bibliografía

Puede encontrarse información más detallada en:

Mark Fritz, "The future dense: how & when will cd-rom get bigger?", en Cd-rom Professional, septiembre-octubre 1995, p. 20-35.

Dana J. Parker, "High-density: re-inventing the disc", en Cd-rom Profesional, junio 1995, p. 21-33.

Karl Beiser, "High-density discs move closer to reality", en Online, mayo-junio 1995, p. 118-120.

Enlace del artículo:
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