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Unidad de disco óptico

Una unidad de CD-ROM.

El lente de una unidad de CD/DVD en una laptopAcer.

En informática, una unidad de disco óptico es una unidad de discoque usa una luz láser u ondas electromagnéticas cercanas al espectro dela luz como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde o adiscos ópticos. Algunas unidades solo pueden leer discos, pero lasunidades más recientes usualmente son tanto lectoras comograbadoras. Para referirse a las unidades con ambas capacidades sesuele usar el término lectograbadora. Los discos compactos (CD),DVD, y Blu-ray Disc son los tipos de medios ópticos más comunes quepueden ser leídos y grabados por estas unidades.

Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatosde consumo autónomos como los reproductores de CD, reproductoresde DVD y grabadoras de DVD. También son usados muy comúnmenteen las computadoras para leer software y medios de consumodistribuidos en formato de disco, y para grabar discos para elintercambio y archivo de datos. Las unidades de discos ópticos (junto alas memorias flash) han desplazado a las disqueteras y a las unidadesde cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de losmedios ópticos y la casi ubicuidad de las unidades de discos ópticos enlas computadoras y en hardware de entretenimiento de consumo.

La grabación de discos en general es restringida a la distribución ycopiado de seguridad a pequeña escala, siendo más lenta y más cara entérminos materiales por unidad que el proceso de moldeo usado parafabricar discos planchados en masa.

Láser y ópticaLa parte más importante de una unidad de disco óptico es el camino óptico, ubicado en un pickup head (PUH)[1] ,que consiste habitualmente de un láser semiconductor, un lente que guía el haz de laser, y fotodiodos que detectan laluz reflejada en la superficie del disco.[2]

En los inicios, se usaban los lásers de CD con una longitud de onda de 780 nm, estando en el rango infrarrojo. Paralos DVD, la longitud de onda fue reducida a 650 nm (color rojo), y la longitud de onda para el Blu-ray fue reducida a405 nm (color violeta).Se usan dos servomecanismos principales, el primero para mantener una distancia correcta entre el lente y el disco, ypara asegurar que el haz de laser es enfocado en un punto de láser pequeño en el disco. El segundo servo mueve uncabezal a lo largo del radio del disco, manteniendo el haz sobre una estría, un camino de datos en espiral continuo.En los medios de solo lectura (ROM, read only media), durante el proceso de fabricación la estría, hecha de surcos(pits), es presionada sobre una superficie plana, llamada área (land). Debido a que la profundidad de los surcos esaproximandate la cuarta o sexta parte de la longitud de onda del láser, la fase del haz reflejado cambia en relación alhaz entrante de lectura, causando una interferencia destructiva mutua y reduciendo la intensidad del haz reflejado.Esto es detectado por fotodiodos que emiten señales eléctricas.Una grabadora codifica (graba, quema) datos en un disco CD-R, DVD-R, DVD+R, o BD-R grabable (llamado virgen o en blanco), calentando selectivamente partes de una capa de tinte orgánico con un láser. Esto cambia la reflexividad del tinte, creando así marcas que pueden ser leídas como los surcos y áreas en discos planchados. Para

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los discos grabables, el proceso es permanente y los medios pueden ser escritos una sola vez. Si bien el láser lectorhabitualmente no es mas fuerte que 5 mW, el láser grabador es considerablemente más poderoso. A mayor velocidadde grabación, menor es el tiempo que el láser debe calentar un punto en el medio, entonces su poder tiene queaumentar proporcionalmente. Los lásers de las grabadoras de DVD a menudo alcanzan picos de alrededor de 100mW en ondas continuas, y 225 mW de impulsos.Para medios regrabables como CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, o BD-RE, el láser es usado para derretir unaaleación de metal cristalina en la capa de grabación del disco. Dependiendo de la cantidad de energía aplicada, lasustancia puede volver a adoptar su forma cristalina original o quedar en una forma amorfa, permitiendo que seancreadas marcas de reflexividad variante.Los medios de doble cara pueden ser usados, pero no son de fácil acceso con una unidad estándar, ya que deben servolteados fisicamente para acceder a los datos en la otra cara.Los medios de doble capa (DL, double layer) tienen dos capas de datos independientes separadas por una capasemireflexiva. Ambas capas son accesibles por el mismo lado, pero necesitan que la óptica cambie el foco del láser.Los medios grabables tradicionales de una capa (SL, single layer) son producidos con una estría en espiral moldeadaen la capa protectiva de policarbonato (no en la capa de grabación de datos), para dirigir y sincronizar la velocidaddel cabezal grabador. Los medios grabables de doble capa tiene: una primera capa de policarbonato con una estría(superfical), una primera capa de datos, una capa semireflexiva, una segunda capa de policarbonato (de espaciado)con otra estría (profunda), y una segunda capa de datos. La primera estría en espiral habitualmente comienza sobre elborde interior y se extiende hacia fuera, mientras que la segunda estría comienza en el borde exterior y se extiendehacia dentro.Algunas unidades tienen soporte para la tecnología de impresión fototérmica LightScribe de Hewlett-Packard quepermite etiquetar discos recubiertos especialmente.

Mecanismo de rotaciónEl mecanismo de rotación de las unidades ópticas difiere significativamente del de los discos duros, en que elsegundo mantiene una velocidad angular constante (VAC), en otras palabas un número constante de revolucionespor minuto (RPM). Con la VAC, usualmente en la zona exterior del disco se consigue un mejor throughput(rendimiento) en comparación con la zona interior.Por otra parte, las unidades ópticas fueron desarrolladas con la idea de alcanzar un throughput constante,inicialmente en las unidades de CD igual a 150 KiB/s. Era una característica importante para hacer streaming dedatos de audio, que siempre tiende a necesitar una tasa de bits (bit rate) constante. Pero para asegurar que no sedesperdicia la capacidad del disco, un cabezal también tendría que transferir datos a una tasa lineal máxima todo eltiempo, sin detenerse en el borde exterior del disco. Esto ha conducido a que las unidades ópticas (hasta hace poco)operaran a una velocidad lineal constante (VLC). La estría en espiral en el disco pasaba bajo el cabezal a unavelocidad constante. Por supuesto la implicación de la VLC, en contraposición a la VAC, hace que la velocidadangular del disco ya no sea constante, por lo tanto el motor rotatorio tiene que ser diseñado para variar la velocidadentre 200 RPM en el borde exterior y 500 RPM en el borde interior.Las unidades de CD más recientes mantenían el paradigma VLC, pero evolucionaron para alcanzar velocidades derotación mayores, popularmente descritas en múltiplos de una velocidad base (150 KiB/s). Como resultado, unaunidad de 4X, por ejemplo, rotaría a 800-2000 RPM, transfiriendo datos a 600 KiB/s continuamente, lo que es iguala 4 x 150 KiB/s.La velocidad de base del DVD, o "velocidad 1x", es de 1,385 MB/s, igual a 1,32 MiB/s, aproximadamente 9 vecesmás rápido que la velocidad base del CD. La velocidad base de una unidad de Blu-ray es de 6,74 MB/s, igual a 6,43MiB/s.

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Existen límites mecánicos respecto a cuan rápido puede girar un disco. Después de una cierta de rotación, cerca de10.000 RPM, el estrés centrífugo puede causar que el plástico del disco se arrastre y posiblemente se destruya. En elborde exterior de un CD, 10.000 RPM equivalen aproximadamente a una velocidad de 52x, pero en el borde interiorsolo a 20x. Algunas unidades disminuyen aún más su velocidad de lectura máxima a cerca de 40x argumentando quelos discos vírgenes no tendrán peligro de daños estructurales, pero los discos insertados para leer pueden sí tenerlo.Sin las velocidades de rotación más altas, un mayor rendimiento de lectura puede conseguirse leyendosimultáneamente más de un punto en una estría de datos,[3] pero las unidades con tales mecanismos son más caras,menos compatibles, y muy raras.

La estrategia de grabación VLC-Z es facilmentevisible después de grabar un DVD-R.

Debido a que mantener una tasa de transferencia constante para eldisco entero no es muy importante en la mayoría de los usoscontemporáneos de los CD, para mantener la velocidad de rotación deldisco a una cantidad baja segura a la vez que se maximiza la tasa dedatos, el enfoque VLC puro debió ser abandonado. Algunas unidadestrabajan con un esquema VLC parcial (VLCP), cambiando de VLC aVAC solo cuando se alcanza un límite de rotación. Pero cambiar aVAC requiere cambios significativos en el diseño del hardware, poreso en cambio la mayoría de las unidades usan el esquema develocidad lineal constante por zonas (VLC-Z). Este esquema divide eldisco en varias zonas, cada una con su propia velocidad linealconstante diferente. Una grabadora VLC-Z con una tasa de 52x, porejemplo, grabaría a 20x en la zona más interna y luego incrementaría la velocidad de manera progresiva en variospasos discretos hasta llegar a 52x en el borde exterior.

Mecanismos de cargaLas unidades ópticas actuales usan o un mecanismo de carga de bandeja, donde el disco es cargado en una bandejamotorizada u operada manualmente, o un mecanismo de carga de sócalo, donde el disco se desliza en un sócalo y esretraído hacia dentro por rodillos motorizados. Las unidades de carga de sócalo tienen la desventaja de no sercompatibles con los discos más pequeños de 80 mm o cualquier tamaño no estándar; sin embargo, la videoconsolaWii parece haber derrotado este problema, ya que es capaz de cargar DVD de tamaño estándar y discos deGameCube de 80 mm en la misma unidad con carga de sócalo.Un menor número de modelos de unidades, la mayoría unidades portables compactas (como un Discman), tienen unmecanismo de carga superior (por arriba) en el cual la tapa de la unidad se abre hacia arriba y el disco es colocadodirectamente sobre el rotor.[4]

Algunas de las primeras unidades de CD-ROM usaban un mecanismo en el cual los CD tenían que ser insertados encartuchos o cajas especiales, similares en apariencia a un disquete de 3.5". Esto se hacía para proteger al disco dedaños accidentales causados por introducirlos en cajas plásticas más duras, pero no ganó aceptación debido al costoadicional y los problemas de compatibilidad, como que las unidades necesitarían inconvenientemente que los discosfueran insertados en un cartucho antes de usarse.

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Interfaces de computadoraLa mayoría de las unidades internas para computadoras personales, servidores y estaciones de trabajo son diseñadaspara encajar en una bahía de 5.25" y conectarse mediante una interfaz ATA o SATA. Las unidades externasusualmente se conectan mediante interfaces USB o FireWire. Algunas versiones portables para usar con laptops sealimentan mediante baterías o mediantes su bus de interfaz.[cita requerida]

Existen unidades con interfaz SCSI, pero son menos comunes y tienden a ser más caras, debido al costo de suschipsets de interfaz y sus conectores SCSI más complejos.Cuando la unidad de disco óptico fue desarrollada por primera vez, no era facil de añadir a las computadoras.Algunas computadores como la IBM PS/2 estaban estandarizadas para los disquetes de 3.5" y los discos duros de3.5", y no incluían un lugar para un dispositivo interno más grande. Además las PC de IBM y sus clones al comienzoúnicamente incluían una sola interfaz ATA, la cual para el momento en el que el se introducía CD, ya estaba siendoen uso para soportar dos discos duros. Las primeras laptops no tenían incorporada una intefaz de alta velocidad parasoportar un dispositivo de almacenamiento externo.Esto fue resuelto mediante varias técnicas:• Las primeras tarjetas de sonido podían incluir una segunda intefaz ATA, si bien a menudo se limitaba a soportar

una sola unidad óptica y ningún disco duro. Esto evolucionó en la segunda interfaz ATA moderna incluído comoequipamiento estándar.

• Se desarrolló una unidad externa de puerto paralelo que se conectaba entre la impresora y la computadora. Estoera lento pero una opción para las laptops.

• También se desarrolló una intefaz de unidad óptica PCMCIA para laptops.• Se podía instalar una tarjeta SCSI en las PC de escritorio para incorporar una unidad SCSI externa, aunque SCSI

era mucho más caro que las otras opciones.

CompatibilidadTodas las grabadoras no graban todos los medios ópticos ni todos las lectoras leen todos. La mayoría de las unidadesópticas son retrocompatibles con sus modelos anteriores hasta el CD, si bien esto no es exigido por los estándares.Comparado con una capa de 1.2 mm de policarbonato de un CD, el haz de laser de un DVD solo debe penetrar 0.6mm para alcanzar la superficie de grabación. Esto permite a la unidad de DVD enfocar el haz en un punto de menortamaño para leer surcos (pits) pequeños. Los lentes de DVD soportan un enfoque diferente para CD o DVD con elmismo láser.Abajo se muestra una tabla con los distintos discos ópticos y lo que puede hacer cada hardware, tanto de grabacióncomo de lectura, con ellos. En ésta observamos que el hardware para CDs sólo se puede usar para ellos, el de DVDse puede usar para CD y DVD y no para BD y el de BD se puede utilizar para todos los formatos.

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CDplanchado

CD-R CD-RW DVDplanchado

DVD-R DVD+R DVD-RW DVD+RW DVD+RDL

BDplanchado

BD-R BD-RE

Reproductor AudioCD

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Unidad deCD-ROM

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Grabadora deCD-R

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Grabadora deCD-RW

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Unidad deDVD-ROM

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Grabadora deDVD-R

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Grabadora deDVD-RW

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Grabadora deDVD+R

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Grabadora deDVD+RW

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Grabadora deDVD±RW

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Grabadora deDVD±RW/DVD+RDL

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Unidad deBD-ROM

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Grabadora deBD-R

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Grabadora deBD-RE

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• 1. ^ Algunos tipos de medios de CD-R con tintes menos reflexivos pueden causar problemas.

• 2. ^ Puede que no funcione en unidades no compatibles con MultiRead.

• 3. ^ Puede no funcionar [5] en algunas de las primeras unidades de DVD-ROM.

• 4. ^ A large-scale Un test de compatibilidad [6] realizado por cdrinfo.com en julio de 2003 denotó que los discos DVD-R eran reproducibles

por un 96,74%, los DVD+R por un 87,32%, los DVD-RW por un 87.68% y los DVD+RW por un 86,96% de los reproductores de DVD y

unidades de DVD-ROM de consumo.• 5. ^ La compatibilidad de lectura con las unidades de DVD existentes puede variar mucho con la marca de medios de DVD+R DL usada.

• 6. ^ Es necesaria información acerca de la compatibilidad de lectura.

• 7. ^ Puede no funcionar en unidades no compatibles con DVD Multi.

• 8. ^ El firmware de la grabadora puede rehusarse a grabar en algunas marcas de medios de DVD-RW.

• 9. ^ Es necesaria información acerca de la compatibilidad de lectura.

• 10. ^ Hacia abril de 2005, todas las grabadoras de DVD+R DL en el mercado son compatibles con Super Multi.

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• 11. ^ Hacia octubre de 2006, las unidades de BD recientemente lanzadas son capaces de leer y escribir medios de CD.

Rendimiento de grabaciónLas unidades ópticas de grabación indican tres velocidades. La primera velocidad es para las operaciones degrabación de una sola vez (R), la segunda para las operaciones de regrabación (RW o RE), y la última paraoperaciones de solo lectura (ROM). Por ejemplo una unidad de CD de 12x/10x/32x es capaz de grabar discos CD-Ra una velocidad de 12x (1,76 MB/s), grabar discos CD-RW a una velocidad de 10x (1,46 MB/s), y leer cualquierdisco CD a una velocidad de 32x (4,69 MB/s).A finales de los años 1990, los subdesbordamientos de búfer (buffer underruns) se volvieron un problema muycomún a medida que las grabadoras de CD de alta velocidad comenzaban a hacer su aparición en las computadorashogareñas y de oficina, las cuales (por una variedad de razones) no podían mantener el flujo de datos de la grabadoraconstantemente alimentando. Entonces, la grabadora era obligada a detener el proceso de grabación, dejando unapista truncada que usualmente hacía inútil al disco.En respuesta a esto, los fabricantes de grabadoras de CD comenzaron a distribuir unidades con "protección contrasubdesbordamiento de búfer" (bajo varias marcas comerciales, como "BURN-Proof" de Sanyo y "Lossless Link" deYamaha). Estas protecciones pueden suspender y resumir el proceso de grabación de tal manera que la brecha que ladetención produce pueda ser correctamente tratada por la lógica de correción de errores integrada en las unidades deCD-ROM y reproductores de CD. Las primeras unidades de este tipo tenían velocidades de 12x y 16x.

Esquemas de grabaciónLa grabación de CD en computadoras personales era originariamente una tarea orientada a batch en la que senecesitaba software de autoría especializado para crear una "imagen" de los datos a grabar, y para grabarla a un discoen una sesión. Esto era aceptable para fines de archivo, pero limitaba la conveniencia general de los discos CD-R yCD-RW como medios de almacenamiento removibles.La escritura de paquetes (packet writing) es un esquema en el que la grabadora escribe incrementalmente en losdiscos en pequeñas ráfagas, o paquetes. La escritura de paquetes secuencial llena el disco con paquetes de abajohacia arriba. Para hacerlo legible en unidades de CD-ROM y DVD-ROM, el disco debe ser cerrado en cualquiermomento escribiendo una tabla de contenidos al comienzo del disco; tras la escritura de la tabla de contenidos, ya nose podrán añadir más paquetes al disco. La escritura de paquetes, junto con el soporte del sistema operativo y unsistema de archivos como UDF, puede ser usado para simular una escritura de acceso aleatorio como en medioscomo las memorias flash y discos magnéticos.La escritura de paquetes de tamaño fijo (en los medios CD-RW y DVD-RW) divide el disco en paquetes acolchados(de mayor tamaño) de tamaño fijo. Este acolchonamiento reduce la capacidad del disco, pero le permite a lagrabadora iniciar y detener la grabación en un paquete individual sin afectar a sus vecinos. Esto se asemeja tanto alacesso de escritura de bloque ofrecido por medios magnéticos que muchos sistemas de archivo funcionarán de igualmanera. No obstante, tales discos no son legibles por la mayoría de las unidades de CD-ROM y DVD-ROM o en lamayoría de los sistemas operativos sin drivers adicionales.El formato de disco DVD+RW va más allá mediante la introducción de indicaciones de temporización más precisasen las estría de datos del disco permitiendo así que bloques de datos individuales sean reemplazados sin afectar laretrocompatibilidad (una característica denominada "vinculación sin pérdida" [lossless linking]). El formato en sí fuediseñado para tratar con grabaciones discontinuas debido a que se esperaba que fuera ampliamente usado engrabadores de video digital (en inglés digital video recorders o DVR). Muchos de estos grabadores usan esquemasde compresión de video de tasas variables que requieren que la grabación se realize en pequeñas ráfagas; algunospermiten reproducir y grabar al mismo tiempo, grabando rápidamente de forma alternada en la cola del discomientras se lee desde otro lugar.

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Mount Rainier intenta hacer que los discos CD-RW y DVD+RW escritos por paquetes sean tan convenientes parausar como los medios magnéticos removibles haciendo que el firmware dé formato a nuevos discos en segundoplano y gestione los defectos de medios (mapeando automáticamente las partes del disco que han sido desgastadasmediante ciclos de borrado para reservar espacio en otra parte del disco). Hacia febrero de 2007, Windows Vistaofrece soporte nativo para Mount Rainier. Todas las versiones anteriores de Windows necesitan de una soluciónajena, al igual que Mac OS X.

Identificador único de grabadoraDebido a la presión ejercida por la industria de la música, representada por la IFPI y la RIAA, Philips desarrolló elRecorder Identification Code o RID (en español código de identificación de grabadora) para permitir que los mediossean asociados de forma singular con la grabadora que los escribió. Este estándar está contenido en los RainbowBooks. El RID es el opuesto al Source Identification Code o SID (en español "código de identificación de fuente"),un código de proveedor de ocho caracteres que es colocado en cada CD-ROM.El RID consiste de un código de proveedor (por ejemplo "PHI" para Philips), un número de modelo y el ID único dela grabadora.

Véase también• Hardware• Software de autoría• Ripear• Imagen ISO• Cue sheet• MultiLevel Recording• Phase-Change Dual

Referencias[1] Taylor, Jim H.; Johnson, Mark R.; Crawford, Charles G. (2006), DVD Demystified (http:/ / books. google. com/ books?id=ikxuL2aX9cAC&

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sig=q3tZRbzcLWgsMORRRXl2B2rP1W8#PPA13,M1), Springer, pp. 13, ISBN 079238167X,[3] Page, M., Kenwood 72X CD-ROM Review (http:/ / www. pcstats. com/ articleview. cfm?articleid=339& page=2), pp. 2, , consultado el

2007-10-08[4] CD-210PU USB interface portable CD-ROM drive (http:/ / www. teac. co. jp/ dspd/ product/ optical/ cd-210pu. html), TEAC, , consultado el

2007–10–08[5] http:/ / www2. osta. org/ osta/ html/ cddvd/ intro. html[6] http:/ / www. cdrinfo. com/ Sections/ Reviews/ Specific. aspx?ArticleId=7664

Enlaces externos• How CD Burners Work (http:/ / www. howstuffworks. com/ cd-burner. htm) en HowStuffWorks• Understanding CD-R & CD-RW (http:/ / www. osta. org/ technology/ cdqa. htm) (en inglés)• Guide to CD Writing and writing standards (http:/ / www. pcnineoneone. com/ howto/ cdburnadv1. html)• CD-Recordable FAQ (http:/ / www. cdrfaq. org) (en inglés)• CD/DVD/Blu-ray news and reviews (http:/ / www. cdfreaks. com) (en inglés)• Why Audio CD-R Discs Won't Always Play (http:/ / www. oggfrog. com/ howto/ cds-wont-play/ ) (en inglés)• How to Fix a Faulty CD Burner Driver (http:/ / www. windows-media-player-updates. com/

fixafaultycdburnerdriver. html) (en inglés)

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• An IDE ODD (Top) and a SATA ODD (Bottom). Both are designed for laptops (http:/ / www. newmodeus. com/pics/ OBHD/ OBHD-SATA-Compare. jpg) (en inglés)

• An IDE ODD. It is 5.25-inch in form factor (http:/ / www. hardwarezone. com/ img/ data/ articles/ 2005/ 1500/rear_view. jpg) (en inglés)

• A SATA ODD. It is 5.25-inch in form factor (http:/ / www. pcstats. com/ articleimages/ 200708/LGGSAH62N_sata2. jpg) (en inglés)

• Optical drives for laptops. SATA connector vs. slim ATAPI connector (http:/ / www. laptopparts101. com/cd-dvd-optical-drive/ ) (en inglés)

Fuentes y contribuyentes del artículo 9

Fuentes y contribuyentes del artículoUnidad de disco óptico  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=42975251  Contribuyentes: Biasoli, Carlos Alberto Quiroga, Farisori, GermanX, JaviMad, Mcapdevila, Shooke, 3ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo:Asus CD-ROM drive.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Asus_CD-ROM_drive.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution 3.0  Contribuyentes:User:Asim18Archivo:Optical drive lens.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Optical_drive_lens.JPG  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes:User:Kprateek88Archivo:Zone clv.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Zone_clv.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: photograph taken by Ben Isaacs (the uploader)

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