Raio-X - Drives Ópticos

Os leitores e gravadores de CDs, DVDs e BluRays são dispositivos considerados bastante simples hoje em dia. Eles armazenam dados em formato digital, que podem ser arquivos como textos, fotos, planilhas, músicas, filmes ou podem ainda ter conteúdo misto.

Gravador de DVD Blu Ray

Gravador de Blu Ray da LG

Uma unidade de leitura/gravação de CDs, DVDs ou BluRays possui os seguintes conectores em sua parte traseira:

- Energia
- Transmissão de dados
- Sinais de áudio
- Jumpers

O conector de energia é responsável por alimentar a unidade para que os conjuntos óptico e mecânico possam funcionar.

O conector de transmissão de dados, como o próprio nome já sugere, leva e traz os dados através de um cabo que é conectado à placa-mãe. Este pode ser ATA/IDE (os mais largos e antigos) ou SATA (mais estreitos e de maior velocidade de transmissão).

Os conectores de áudio, tanto o digital quanto o analógico, já não são mais utilizados, pois músicas podem ser transmitidas para a placa-mãe através do próprio cabo de dados, então é raro encontrar PCs que ainda utilizem esses conectores.

Os jumpers possuem a função de determinar se a unidade deverá ser enxergada pelo sistema como master ou slave. Os jumpers, assim como os conectores de áudio, não existem em unidades SATA, que são as mais modernas (foto abaixo), já que nelas somente um dispositivo é ligado ao cabo.

Gravador de DVD IDE

Parte traseira de Gravador de DVD LG - Padrão IDE


Gravador de DVD

Parte traseira de Gravador de DVD LG - Padrão SATA

Por dentro, os gravadores de CDs, DVDs e Blu-Ray são bastante simples. Todos possuem pequenas correias que tracionam engrenagens que movimentam a gaveta para dentro e para fora. Um pequeno motor movimenta um eixo que se prende ao disco inserido, fazendo com que este gire também. Uma placa contendo alguns CIs interpretam os dados e os enviam à placa-mãe. As imagens abaixo ilustram esses componentes:

Engrenagem de DVD LG

Engrenagem e correia que tracionam a gaveta


Motor de Gravador de DVD

Eixo do motor, responsável por girar o disco


Placa lógica de Gravador de DVD

Placa lógica de Gravador de DVD

Até aqui não temos nada de muito fascinante, mas a parte mais interessante fica por conta da unidade óptica, que é o “coração” desses dispositivos e por isso nos concentraremos um pouco mais nela.

Unidade óptica

Unidade óptica


A unidade óptica é responsável pelo controle do feixe de laser que interage com o disco. Nas unidades mais modernas, que lêem e gravam CDs, DVDS e Blu-Rays, temos seis intensidades diferentes de lasers: um para leitura de cada tipo de mídia e outro para gravação de cada uma delas. Qualquer que seja a mídia a ser trabalhada numa unidade dessas, o laser responsável pela gravação é sempre mais potente do que o que faz apenas o trabalho de leitura, já que ele precisa alterar fisicamente a superfície do disco enquanto o laser de leitura precisa apenas ler o que está contido nela. Para os discos RW (regraváveis), a unidade ainda calibra o laser para uma potência intermediária entre o de leitura e o de gravação enquanto os está apagando, ou seja, já não são apenas seis intensidades de lasers diferentes dentro de uma unidade, mas sim nove.

Sentido das Trilhas

Sentido das Trilhas

Este laser, com suas variadas intensidades, é responsável por escrever nas trilhas dos discos. Estas trilhas são compostas por minúsculos blocos (células) posicionados lado a lado, em forma espiral, começando no centro do disco e, a cada volta, se aproximando da borda externa. Elas são tão pequenas que, no caso dos CDs, que dentre essas três mídias é o que possui as maiores células, se as esticarmos e as alinharmos, elas criarão uma linha de aproximadamente 5Km de comprimento. Em um DVD esse tamanho aumentaria e, no caso do Blu-Ray, seria maior até que no DVD.

Para lê-las, o leitor trabalha da seguinte forma: ele dispara o laser contra a superfície do disco. O laser atravessa as camadas transparentes até chegar a uma camada responsável por refletir o feixe disparado. Quando a célula é plana, recebe o nome de Land, e o seu raio refletido é devolvido a um sensor, que o interpreta como um 1. Quando ela foi corroída e naquele local formou-se um pequeno rebaixo, ela é chamada de Pit. Esse degrau formado pelo laser que corroeu a superfície no instante da gravação não permite que o feixe retorne ao sensor. Essa ausência de retorno do laser é entendida como um 0.

Então, a partir dos sucessivos recebimentos e não recebimentos do laser, ou seja, a partir dos zeros e uns interpretados é que os dados gravados podem ser reconhecidos. Abaixo segue uma ilustração de como isso acontece na superfície de um disco.

Ilustração da Superfície do CD

Ilustração da Superfície do CD

O processo de gravação é bastante semelhante ao de leitura, mas como já foi citado, o laser tem sua intensidade modificada, já que nesse momento é preciso alterar o material do disco para criar as saliências. Isso também se inicia próximo ao centro do disco e termina na borda mais externa e é um processo válido tanto para CDs quanto para DVDs e Blu-Rays. A única diferença entre essas três mídias é que as células que compõem as trilhas onde as informações são gravadas possuem tamanhos diferentes. Os DVDs possuem células bem menores que os CDs e os Blu-Rays têm as suas células ainda menores que os DVDs, por isso este é o formato que mais consegue armazenar dados, chegando a incríveis 200Gb por disco.

Blu Ray de 200Gb

Blu Ray de 200Gb

As velocidades de leitura e gravação de CDs mudam em relação aos DVDs e isso pode gerar muita confusão, já que é normal encontrarmos unidades de CDs rotuladas como 52X e as de DVDs como 16X. A confusão surge, pois o "X" em cada uma das mídias representa uma densidade de dados diferente. No caso do CD, a unidade de medida de velocidade X equivale a 150Kbytes/segundo. Já no DVD esse valor é de 1.352Kbytes/segundo e no Blu-Ray é de 4500Kbytes/segundo.

Mídias de CD Philips

Mídias de CD Philips de 52X


Mídias de DVD Sony

Mídias de DVD Sony de 16X


Mídias de Blu-Ray da Elgin

Mídias de Blu-Ray Elgin de 4X

Para sabermos quais as taxas de transferência desses três dispositivos, devemos pegar o valor máximo de leitura deles e multiplicar pelo seu valor de X, por exemplo:

Drive de CDs de 52X:
52 x 150 = 7.800Kbytes/segundo.

Drive de DVDs de 16X:
16 x 1.352 = 21.632Kbytes/segundo.

Seguindo o mesmo raciocínio, vamos agora calcular para o Blu-Ray, cujo "X" equivale a 4.500Kbytes/segundo.

Analisando então um drive de Blu-Ray de 12X teríamos os seguintes dados:
4 x 4.500 = 18.000Kbytes/segundo.


Para encerrar, vale lembrar que esses valores são teóricos e raramente são alcançados na prática. Em média, as velocidades alcançadas ficam entre 20 e 30% abaixo do que é informado pelos fabricantes.


E se você gostou de conhecer um pouco melhor o funcionamento desta incrível mídia e seus dispositivos de leitura e gravação, não deixe de assistir o vídeo abaixo, que é um pequeno documentário produzido pelo Discovery Channel, mostrando todo o processo de criação do CD e das matrizes para a reprodução de muitas cópias. É realmente incrível!




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