Cómo se almacenan los datos en discos ópticos: Pits, lands y física láser

CDs, DVDs, Blu-rays y HD-DVDs usan el mismo principio fundamental: microscópicos pits (huecos) y lands (llanuras) en una pista espiral reflectante, leídos por láser. Así es como los 1s y 0s digitales se convierten en estructuras físicas — y viceversa.

Estructura física

Sustrato de policarbonato (1.2 mm CD/DVD, 1.1 mm BD) — moldeado con pista espiral.
Capa reflectante — Aluminio (CD/DVD), Plata/Oro (archival), o aleación silicio-cobre (BD).
Laca protectora / capa dura — Cara superior (CD) o inferior (BD).
Capa de etiqueta — Superficie imprimible.

Pits & Lands = Datos binarios

Característica	Estado físico	Valor binario	Comportamiento óptico
Pit	Depresión (bulto en lado molde)	1 (transición)	Láser se dispersa/desenfoca → baja reflectividad
Land	Superficie plana	0 (sin transición)	Láser refleja limpio → alta reflectividad

Matiz crucial: Son las transiciones (pit-a-land o land-a-pit) las que representan 1s. Secuencias largas de lands o pits representan 0s. Esto es codificación NRZ-I (Non-Return-to-Zero Inverted).

Proceso de lectura: Láser → Fotodiodo → Datos

Diodo láser (780 nm CD, 650 nm DVD, 405 nm BD) enfoca a ~0.5–0.6 µm.
Haz incide en pista a través del sustrato transparente.
Fotodiodo detecta cambios de intensidad reflejada.
Señal analógica → slicer → flujo de bits digital.
Decodificación EFM (Eight-to-Fourteen Modulation) + corrección de errores CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code) → datos de usuario.

Geometría de pista y evolución de capacidad

Formato	Paso de pista	Long. mínima pit	Láser λ	NA	Capacidad (capa simple)
CD	1.6 µm	0.83 µm	780 nm	0.45	700 MB
DVD	0.74 µm	0.4 µm	650 nm	0.60	4.7 GB
Blu-ray	0.32 µm	0.15 µm	405 nm	0.85	25 GB
HD-DVD	0.40 µm	0.2 µm	405 nm	0.65	15 GB

La capacidad escala con (1/paso pista) × (1/long. pit) × capas. La longitud de onda menor del Blu-ray (405 nm) + NA mayor (0.85) permite rasgos más pequeños.

Disposición de datos: Espiral, no concéntrica

A diferencia de discos duros, los discos ópticos usan una única espiral continua desde diámetro interno (23–25 mm) a externo (58–60 mm). Dividida en sectores (2,048 bytes datos usuario en CD/DVD; 64 KB en BD) con cabeceras de dirección para acceso aleatorio.

Discos grabables vs. prensados

Prensados (ROM): Pits estampados de master de vidrio. Permanentes.
CD-R/DVD-R/BD-R: Capa de tinte orgánico. Láser blanquea tinte para crear "pits" (menor reflectividad). Escritura única.
RW/RE/RE: Aleación de cambio de fase (GeSbTe). Calor láser conmuta entre cristalino (land) y amorfo (pit). Regrabables ~1,000–100,000 ciclos.

Por qué lo óptico sigue importando

Almacenamiento en frío (air-gapped, offline, resistente a EMP), cumplimiento legal/médico WORM, archivo largo plazo (M-DISC), y distribución software donde puertos USB están deshabilitados.

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