Formatos y Tipos de DVD

La tecnología DVD abarca diversos formatos de almacenamiento y reproducción:

• DVD-ROM: Disco de memoria de solo lectura.
• DVD-Audio: Formato dedicado al audio de alta fidelidad.
• DVD-R: Grabable una sola vez.
• DVD-RW: Regrabable o borrable.
• DVD-RAM: Regrabable varias veces.

DVD-Video y Reproducción

• DVD-Video: Almacena hasta 133 minutos comprimidos en alta calidad, incluyendo sonido envolvente en 3 idiomas y 4 canales de subtítulos. El formato estándar es 4:3 o panorámico 16:9.
• Reproductor DVD: Decodifica la señal MPEG2 y la convierte en una señal de video compacta o RGB.
• Sistemas de Protección: El sistema MacroVision y el CSS (Content Scramble System) son los principales sistemas de protección utilizados en DVD.

Estructura Física y Organización de Datos

Soporte Físico

La información se almacena de forma digital, codificada mediante 1 y 0. El disco tiene grabado en su superficie un conjunto de agujeros denominados pits (delimitados por el 1 y cuya longitud está determinada por los 0 que contiene) y el espacio intermedio denominado land.

Zonas de la Capa de Datos

Cada capa de un DVD se divide en tres zonas principales:

1. Área Interior: Contiene datos de control y sincronización.
2. Zona de Datos: Almacena la información principal.
3. Área Exterior: Delimita la zona de datos.

Características de los Sistemas DVD

Los sistemas DVD se definen por tres capas fundamentales:

• Parte Física: Define cómo se guarda la información físicamente en el disco.
• Sistema de Ficheros: Determina la organización de los archivos en el disco.
• Capa de Aplicación: Establece la organización lógica y el significado de los datos.

Codificación y Corrección de Errores

Código de Corrección de Errores (ECC)

Se añade información redundante a los sectores de datos con el objetivo de que el reproductor sea capaz de detectar y corregir errores. Se aplica un código llamado RSPC (Reed-Solomon Product Code):

• RSPC Interno: 10 bytes adicionales de paridad interna por cada fila.
• RSPC Externo: 16 bytes adicionales de paridad externa para cada columna.

Modulación EFM+

La modulación EFM+ (Eight-to-Fourteen Modulation Plus) adecua las características del flujo de bits al medio de almacenamiento óptico. Su función es:

• Evitar una secuencia de ceros larga.
• Limitar la frecuencia de la señal grabada.
• Transformar 8 bits de cada byte de la trama de grabación en una palabra de 16 bits.

Codificación de Línea NRZ-I

La codificación NRZ-I (Non-Return to Zero, Inverted) es una variación de la codificación NRZ. Durante un 0, se mantiene el estado anterior de la señal, mientras que el 1 la modifica. La codificación NRZ natural (sin retorno a cero) representa el 1 con un nivel de tensión alto y el 0 con un nivel de tensión bajo.

El Bloque Óptico y la Captación de Señal

Diodo Láser

El diodo láser genera un rayo infrarrojo lo más estrecho posible (longitud de onda de 650 nm). Los reproductores modernos pueden reproducir ambos tipos de soporte (CD y DVD) utilizando dos láseres o un sistema de doble longitud de onda.

Unidad de Captación Óptica (OPU)

La OPU es la encargada de leer la información grabada en el disco. La señal es tratada posteriormente por los circuitos del sistema. Sus partes principales son:

1. Diodo Láser: Genera el rayo.
2. Rejilla de Difracción: Genera diferentes haces de luz.
3. Prisma Semirreflector: Modifica la trayectoria del rayo.
4. Lente de Enfoque: Dirige el haz principal de manera directa sobre la superficie del disco.
5. Lente Cilíndrica.
6. Matriz de Fotodiodos: Capta las señales (RF, FE, TE, Mirror).

Tipos de OPU

Existen varias configuraciones para la Unidad de Captación Óptica:

• Mecanismo con dos ópticas separadas.
• Dos láseres compartiendo el paso óptico.
• Sistema láser de doble longitud de onda (que también comparte el paso óptico).
• Utilización de una lente holográfica de doble foco (basada en la difracción, capaz de enfocar el haz láser en dos puntos diferentes).

Procesamiento de Señal y Control de Potencia

Amplificador de Cabeza (RF)

La señal de salida de la matriz de fotodiodos se amplifica y se procesa en el amplificador de cabeza de Radio Frecuencia (RF).

Limitaciones de la Codificación EFM/EFM+

La codificación EFM/EFM+ limita el número de ceros consecutivos. Entre dos unos siempre debe haber un mínimo de 2 ceros y un máximo de 10. Esto limita la longitud de los pits, que siempre estará limitada entre tres intervalos de bit (3T, ej: 1001) y once intervalos de bit (11T, diez 0 entre dos 1).

Patrón de Ojo

El Patrón de Ojo se obtiene al amplificar la sección central de la señal RF. Cuando un reproductor está correctamente ajustado, tiene forma de rombo y las líneas que la forman son claras y definidas. Si se muestran líneas borrosas, es indicativo de un problema en los servomecanismos, en la lente o de un disco defectuoso.

Control Automático de Potencia (APC)

El APC regula la cantidad de luz generada por el diodo láser, compensando la variación en la emisión de luz para asegurar una lectura constante.

Sistemas de Servocontrol

Componentes Básicos del Sistema de Servos

Los sistemas de servo están compuestos por tres elementos básicos:

1. Motor de Eje: Controla la velocidad de rotación del DVD. La velocidad lineal debe ser constante (3.49 m/s).
2. Bobina de Enfoque: Enfoca el haz del rayo láser en el disco.
3. Mecanismo de Seguimiento: Puede mover el rayo láser a través de la pista de datos, formado por la bobina de seguimiento y el motor de corredera.

Señal MIRROR

La señal MIRROR es una señal digital que se genera a partir de la señal recibida por los fotodiodos. Cuando esta señal supera un cierto límite, se activa la señal mirror, que funciona como una señal de identificación de pista.

Tipos de Servos

• Servo de Foco: Utiliza la señal de error de enfoque, que se envía al procesador de servomecanismos para que compense el movimiento de la lente de enfoque.
• Servo de Seguimiento: Su misión es mover la lente lateralmente para mantener la posición del láser sobre la pista durante la reproducción.
• Servomecanismo de Eje: Es necesario que el disco gire más rápido cuando se leen datos en el interior que en el exterior. El ritmo de lectura debe ser el mismo, por lo que la velocidad lineal debe ser constante (CLV), típicamente 3.49 m/s.

Sistemas de Control General

Funciones del Sistema de Control

El sistema de control se encarga de coordinar el funcionamiento de todos los subsistemas del reproductor y de realizar determinadas funciones de control, tales como:

• Identificación de CD o DVD.
• Detección de la presencia de disco.
• Encendido del diodo láser.
• Control del motor de la bandeja.
• Respuesta a las peticiones del usuario.

Partes del Sistema de Control

• Microprocesador: Se comunica con el resto del sistema a través de líneas de control e interfaces de comunicaciones.
• Bus de Comunicaciones.
• Motor de Bandeja: Se controla mediante un motor de corriente continua (CC) a través de un sistema de correas y engranajes. Incorpora microinterruptores para detectar si la bandeja está dentro o fuera.