Optical Disk Drive

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Penyimpanan berbagai dokumen dalam volume yang sangat besar, dapat dikerjakan menjadi lebih ekonomis sejak penemuan teknologi penyimpanan digital. Komputer mesin komputerisasi pertama telah mengubah hidup manusia menjadi serba otomatis dan instant. Mesin komputer ini ditemukan pertama kali oleh Blaise Pascal tahun 1642. Pada abad ke 19, Charles abbage telah menyelesaikan prinsip-prinsip komputer digital modern. Diakhir tahun 1960-an angkaian terintegrasi (IC) diperkenalkan, dan melahirkan processor modern seperti AMD, Athlon, XP, maupun Intel Pentium IV yang memiliki lebih dari 55 juta transistor. Atas kemajuan teknologi yang lebih maju ini, manusia menciptakan beberapa komponen komputer yang bermanfaat bagi manusia seperti printer, mouse, modem, scanner, dan media penyimpanan seperti memori dan media penyimpanan (memori) eksternal seperti floppy disk, harddisk, cd-rom, dan dvd.

            Di dalam makalah ini, kita akan membahas optical disk drive. Dimana perkembangannya semakin pesat dari tahun ke tahun. Dimulai pada tahun 1970 yang ditemukan oleh James T Russel hingga sekarang.

1.2  Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang kita dapat merumuskan masalah:

a.       Bagaimana sejarah Optical Disk Drive?

b.       Pengertian optical disk drive

c.       Macam-macam optical disk drive

d.       Bagian-bagian optical disk drive

1.3  Tujuan

Adapun tujuan makalah ini dibuat:

a.       Untuk mengetahui sejarah optical disk drive

b.       Untuk mengetahui apa itu optical disk drive

c.       Untuk mengetahui macam-macam optical disk drive

d.       Untuk mengetahui bagian-bagian optical disk drive

e.       Untuk memenuhi tugas mata kuliah rangkaian elektronika

BAB II PEMBAHASAN

2.1         Pengertian Optical Disc Driver

Dalam dunia komputer, Optical Disc Drive adalah sebuah perangkat keras yang menggunakan sinar laser atau gelombang elektromagnetik untuk melakukan proses pembacaan (reading) dari optical disc dan penulisan (writing) data. Beberapa drives hanya bisa membaca data pada disc, namun teknologi saat ini memperbolehkan sebuah drive untuk melakukan pembacaan maupun penulisan pada drives. Compact Disc, DVD dan Blu-ray Disc merupakan jenis-jenis dari optical media yang bisa dibaca maupun diisi data oleh optical drive. Optical Drive merupakan sebutan umum, dengan bagian-bagiannya yaitu “CD”, “DVD” dan “Blue-ray” dengan diikuti “drive”, “writer”, dan lain-lain.

2.2           Sejarah Optical Disc Driver

James T. Rusell adalah orang yang pertama kali menemukan CD. Sejak kecil, James dikenal dengan jiwa penemunya. Pada tahun 1937, saat berusia 6 tahun, James membuat remote control untuk kapal perang mainannya dengan menggunakan kotak makan siangnya. James juga termasuk orang pertama yang menikmati televisi dan keyboard sebagai media masukan dan ke komputer. James seorang penggila musik dimasa itu. Dia sangat tidak puas dengan kualitas musik yang dihasilkan keping piriongan hitam Gramafon (phonograph). Karena penasaran,  James bereskperimen menggunakan duri kaktus sebagai jarus pembaca piringan hitam. James sudah menduga kalau hasil eksperimennya sia-sia. James menginginkan sistem yang akan merekam dan memutar kembali lagi sebuah lagu tanpa harus kontak langsung antar bagiannya. James melihat bahwa cara terbaik untuk itu adalah dengan menggunakan cahaya.

Gambar 1.1 James T. Rusell

Setelah beberapa tahun, akhirnya dia menemukan cara menyimpan data dalam piringan sensitif cahaya. Data ini dimodelkan dalam `bit` cahaya yang sangat kecil. Sebuah sinar laser akan membaca struktur bit cahaya ini, kemudian komputer akan mengubah data ini ke dalam sinyal elektronik. Dan untuk pertama kalinya lahirlah compact disc.

Kemudian pada tahun 1970, James menerima hak paten. Pada tahun 1972, Klass Compaan, seorang ahli fisika di Phillips Research berhasil menampilkan model video disc berwarna pertama. Pada waktu itu belum dipublikasikan secara luas karena masih banyak kelemahannya. Pada waktu yang hampir bersamaan, Phillips meluncurkan audio CD pertama ke pasaran, namun mengalami masalah pada saat proses menerjemahkan data, sehingga gagal putar. Kemudian pada tahun 1978, Phillips bekerja sama dengan Sony, dan mengembangkan standar baku untuk memproduksi CD. Dua tahun kemudian, Phillips dan Sony berhasil meluncurkan audio digital compact disc dengan standar baku, dan mulai dipasarkan secara resmi di Eropa dan Jepang pada tahun 1982. Baru pada tahun 1983, CD mulai dipasarkan di Amerika Serikat.

Zaman terus Berkembang. Dikarenakan Fungsi Dari CD yang Belum maksimal, akhirnya muncullah DVD atau Digital Versatile Disk. Sebagai informasi, DVD sempat diberi julukan “Delayed, Very Delayed”. Hal ini disebabkan lamanya format ini diluncurkan di pasaran. Bahkan berbagai studio film memberi julukan “Digital Video Disc”.Singkatan ini diubah menjadi Versatile Disk oleh beberapa aplikasi. Oleh sebab itu untuk menghilangkan ambigu terhadap singkatan DVD yang ada, sehingga diputuskan untuk mengunakan nama DVD saja. Perusahaan-perusahaan yang peduli akan perkembangan teknologi optik kemudian membentuk suatu konsorsium yang terdiri atas: JVC, Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thompson, Time-Warner, dan Toshiba. Tapi, tidak lama kemudian akan aktif lagi dan digantikan dengan kehadiran forum DVD. Teknologi DVD pertama kali diperkenalkan oleh negara Jepang pada tahun 1996.Tidak lama kemudian, format ini mulai masuk ke pasar Amerika dan sekarang telah banyak digunakan di berbagai belahan dunia. Format DVD memiliki sejarah yang penuh dengan ketidakpastian serta mendapat berbagai proses dari berbagai pihak. Format DVD yang menjadi kontroversial ini diawali oleh berbagai protes yang datang dari studio film pada tahun 1996. Di mana pada saat itu banyak studio film yang mengkwatirkan akan kedatangan format ini malah akan menambah jumlah pembajakan akan teknologi optik seperti halnya CD musik atau film yang dapat dengan mudah didapatkan dengan harga murah bahkan gratis. Perdebatan antara studio film dengan format DVD mengakibatkan format ini agak tertunda selama hampir 1 tahun. Setelah itu, format ini juga mengalami masalah dalam hal format DVD yang berbagai jenis di pasaran.

Teknologi optical disk ini dibagi menjadi dua yaitu:

1.         Phase-change disk dimana, disk ini dilapisi oleh bahan yang dapat mengkristal(beku) menjadi crystalline(serpihan-serpihan kristal) atau menjadi amorphous state(bagian yang tak berbentuk). Bagian crytalline ini lebih transparan, karenanya tembakan laser yang mengenainya akan lebih terang melintasi bahan dan memantul dari lapisan pemantul. Drive Phase-change disk ini menggunakan sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Sinar laser dengan kekuatan tinggi digunakan melelehkan disknya kedalam amorphous state, sehingga dapat digunakan untuk menulis data lagi.sinar laser dengan kekuatan sedang dipakai untuk menghapus data denga cara melelehkan permukaan disknya dan membekukannya kembali ke dalam keadaan crytalline, sedangakan sinar laser dengan kekuatan lemah digunakan untuk membaca data yang telah disimpan.

2.         Dye-Polimer disk yaitu , Dye-polimer merekam data dengan membuat bump (gelombang) disk dilapisi dengan bahan yang dapat enyerap sinar laser. sinar laser ini membakar spot hingga spot ini memuai dan membentuk bump(gelombang). bump ini dapat dihilangakan atau didatarkan kembali dengan cara dipanasi lagi dengan sinar laser.

2.3         Bagian Optical Disc Drive

Bagian paling penting dari Optical Drive adalah Optical Path (bagian komponen Laser maupun Optic), yang ditempatkan dalam Pickup Head (PUH). Biasanya, ia dibentuk dari semi konduktor Laser, komponen lensa yang berfungsi mengarahkan sinar Laser, dan komponen Fhotodiode yang bertugas mendeteksi refleksi cahaya dari permukaan media Disc.

Gambar 1.2

Pada awalnya, Laser dari peripheral CD menggunakan cahaya Laser dengan Wavelenght sebesar 780 nm, yang termasuk ke dalam jangkauan Inframerah.Untuk peripheral DVD, Wavelenght dikurangi menjadi 650 nm (sinar warna merah), dan berlanjut pada Blu-ray Disc dengan menggunakan Wavelenght 405 nm (sinar warna ungu).

Di dalam menggunakan fungsi Optical dari penulisan dan pembacaan data, Optical Drive menggunakan dua mekanisme Servo. Pertama sebagai pengendali jarak antara lensa dengan permukaan Disc. Hal ini agar sinar Laser tetep fokus pada titik Laser yang ada pada pemukaan Disc. Servo yang kedua berfungsi menggerakan Head lensa dari piringan radius Disc paling tengah hingga radius Disc paling ujung.Dengan ini, semua barisan dapat terbaca secara kontinu.

2.4   Implementasi Laser/Optic pada Media Disc

2.4.1        ROM (Read Only Memory).

Ketika dalam proses pembuatan atau pencetakan data Disc ROM di pabrik, data dibentuk menggunakan cara di-pres. Sehingga terbentuk lubang-lubang disetiap jalur permukaan Disc. Hal ini akan membentuk serial data layaknya 1 atau 0 (digital), karena perbedaan refleksi Wavelenght sinar Laser untuk permukaan tanpa lubang dengan permukaan berlubang. Lubang ini biasanya memiliki kedalaman antara seperempat hingga seperenam Wavelenght Laser yang digunakan.

2.4.2        Recordable (+/-R)

Unit Optical Drive juga dapat secara langsung me-record data kedalam media Disc. Salah satunya yang paling awal adalah tipe Optical Drive Recordable. Drive hanya dapat menuliskan sekali saja ke dalam media Optical Disc kosong. Tipe-tipe medianya sendiri dalam bentuk CR-R, DVD-R, DVD+R, atau BD-R Disc. Proses Encoding data (biasa disebut burn), dengan cara memanaskan bagian lapisan organik dari permukaan media menggunakan sinar Laser. Hal ini akan membuat perubahan terhadap tingkat Reflektivitas dari lapisan organik tersebut. Bagian yang ipanaskan tersebut dapat dianalogikan seperti lubang-lubang yang menggunkan proses press dimedia ROM. Untuk Recordable Disc, proses ini adalah permanen dan media kosong hanya dapat ditulis sekali saja. Terdapat perbedaan antara sinar Laser untuk red dan record.Untuk red, biasanya hanya membutuhkan Laser berkekuatan 5 mW sedangkan untuk record membutuhkan Laser yang jauh lebih kuat lagi. Hal ini dikarenakan proses pemanasan oleh sinar Laser. Selain itu, semakin cepat proses penulisan, semakin seikit pula oleh Laser. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, Laser menggunakan daya 100 mW untuk gelombang kontinu dan 225 mW.Gelombang pluse.

2.4.3        Rewriteable (+/-RW)

Pada unit tipe Rewriteable, seperti CD-RW , DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, atau BD-RE bahan yang digunakan pada permukaan pada permukaan adalah Crystallinmetal Alloy. Dengan menggunakan bahan ini, proses pembakaran (burn) dapat dikondisikan lagi seperti semula melalui pemakaian data Laser yang bervariasi.

Terdapat dua mobel Optical Drive untuk jenis kapasitas dua kali lipat.Pertama, model Double-Sided yang menempatkan permukaan data pada setiap sisi Disc. Hal ini cukup memudahkan proses burn, hanya saja sedikit menyusahkan penggunaan karena untuk mengakses sisi lain harus dengan membalikan media Disc secara fisik (bongkar-pasang).

Berikutnya adalah model Dobel Layer, yakni media Disc yang memiliki dua Layer berbeda dari satu Disc, yang dipisahkan oleh Layer Semi-Reflektif kedua Layer ini dapat diakses pada sisi Disc yang sama. Namun memerlukan Optif untuk mengubah fokus Laser agar dapat mengakses layar ke dua.

2.5         Jenis-jenis Optical Disc Drive

1.       CD-ROM (Read Only Memory) Drives

CD-ROM  merupakan akronim dari “Compact Disc Read-only Memory” adalah sebuah piringan kompak dari jenis piringan optik (optical disc) yang dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa mencapai  700MB atau 700 juta bita CD-ROM drive hanya bisa digunakan untuk membaca sebuah CD saja. Secara garis besar CD-ROM dibedakan menjadi 2 menurut tipenya yaitu : ATA/IDE  dan SCSI. Yang paling mendasari dari perbedaan tersebut adalah kecepatannya. Kalau ATA memiliki kecepatan 100-133Mbps sedangkan SCSI memiliki kecepatan kira-kira 150 Mbps. Untuk tipe SCSI biasanya ditemuka pada CR RW drive.

Pada CD ROM terdapat tulisan 56X artinya kemampuan memberikan kecepatan transfer data sebesar 56 x150 Kbps. Tipe CD RW juga biasanya  dibedakan berdasarkan kemapuan membakar dan membaca. CD RW tipe 12x8x32 artinya memiliki kemampuan membakar pada CD R seccepat 12x, membakar pada CD RW secepat 8x, dan membaca CD R/CD RW/dengan kecepatan maksimal 32x.  Pada CDROM informasi yang tersimpan juga berupa 0 dan 1. Tentunya angka 0 dan 1 ini bukan langsung tertulis berupa angka 0 dan 1 melainkan merupakan keadaan pada lapisan tertentu pada CD-ROM tersebut. CD-ROM yang dibahas disini adalah CD ROM yang dicetak bukan CD-R ataupun CD-RW. Pada dasarnya semua CD memberikan informasi menggunakan teknik apakah suatu sinar yang diarahkan pada suatu posisi akan dipantulkan ke titik tertentu atau tidak. Perbedaannya terletak pada cara CD tersebut melakukannya. Pada CD-ROM yang memang dicetak, dipantulkan tidaknya suatu sinar itu ditentukan oleh cetakan yang digunakan.Jadi cetakan yang digunakan harus disesuaikan dengan informasi yang ingin disimpan.Setelah dicetak tidak bisa lagi diubah data digital yang tersimpan pada CD-ROM tersusun mulai dari bagian terdalam pada CD-ROM menuju ke bagian terluar dari CD-ROM.

2.       CD-RW (Read/Write) Drives

Dalam proses merekam CD tidak seperti mengcopy namun dinamakan membakar CD (burning CD). Untuk bisa merekam ke dalam CD dibutuhkan software pembakar CD (burning tool) seperti Nero, Clone CD, dll. Dalam membakar CD harus diperhatikan kecepatan burning, semakin cepat proses burning semakin sulit dibaca oleh CD-ROM yang mempunyai kecepatan baca dibawah kecepatan saat perekaman. Untuk keperluan back-up dan penyimpanan data disarankan membakar CD antara 8x -24x.

3.       DVD (Digital Video Disc atau Digital Versatile Disc)

DVD adalah media penyimpanan data seperti CD namun memiliki kapasitas yang lebih besar. DVD single layer mampu menyimpan data sampai 4.7GB dan DVD double layer mampu menyimpan data sampai 8.4 GB.Sama seperti CD, DVD juga ada dua yaitu DVD-ROM dan DVD-RW.Kadang DVD-RW disebut juga DVD-RAM Drive.

2.6         Jenis-jenis Optical Disk

Ada beberapa Jenis Optical disk saat ini, dimulai dari CD, DVD, Blu Ray, hingga saat ini ada yang terbaru dari optical disk yaitu FM DISK. Berikut penjelasan jenis-jenis Optical Disk.

1.      CD (Compact Disc atau Laser Optic Disc)

CD merupakan jenis piringan optic yang pertama kali muncul. Pembacaan dan penulisan data pada piringan melalui laser. CD berbentuk lingkaran dengan diameter 120 mm serta memiliki libang ditengahnya yang berdiameter 15 mm. kapasitas penyimpanan CD dapat mencapai 870 Mb yang dapat menyimpan data hingga 99 menit.

Gambar 1.3

Contohnya :

·         CD-Rom (Compact Disk read only memory) adalah jenis piringan optic yang mempunyai sifat hanya bisa dibaca. Kapasitas sebuah CD Rom yang berukuran 4,72 inch dapat menampung hingga 640 Mb atau kira-kira 300.000 halamat text.

·         CD-R (CD Recordable) merupakan jenis CD yang dapat menyimpan data seperti halnya disket, namun isinya tidak dapat diubah lagi.

·         CD-RW (CD Writetable) merupakan jenis CD yang dapat menyimpan data namun isinya dapat dihapus dan dapat diganti dengan data yang baru.

2.      DVD (Digital Video Disc / Digital Versatile Disc)

Gambar 1.4

DVD adalah merupakan pengembangan dari CD. DVD memiliki kapasitas yang jauh lebih besar dari pada CD biasa, yaitu sekitar 4,7 – 17 GB. Kemampuan DVD dapat dilihat dari jenisnya, yaitu :

ü  Single-side, single layer kapasitas 4,7 GB

ü  Double-side, single layer kapasitas 8,5 GB

ü  Single-sided, double layer kapasitas 9,4 GB

ü  Double-sided, double layer kapasitas 17 GB

3.      Blu Ray

Teknologi Blu-ray adalah merupakan format disc optic, yang merupakan perkembangan dari CD dan DVD. Keunggulan dari blu-ray yaitu pada kapasitas lapisan-sided Blu-ray disc, dimana lebih besar 35 kali dari CD dan lebih besar lima kali dari DVD. Kapasitas Blu-Ray disc dual layer memiliki kemampuan menyimpan data sampai dengan 50 Gb per keping.

Gambar 1.5

Selain itu, spesifikasi Blu-ray dalam kecepatan membaca tiga kali lipat lebih cepat dibandingkan DVD.Ini mengarah ke video kualitas tinggi dan audio jernih, Khusus yang penting dalam applikasi HDTV.

Teknologi Multi-layering telah disesuaikan dengan kemampuan double Blu-ray disc dalam aplikasi standar, dan ada versi eksperimental ditampilkan sampai dengan sepuluh kali lipat peningkatan dalam ruang penyimpanan. Manfaat tambahan Blu-ray player melalui pemutar DVD termasuk Internet konektivitas untuk men-download subtitles dan update fitur built-in Java virtual machine.

Blu-ray disc menggunakan ultra-short dengan panjang gelombang laser 405 nanometer, dimana lebih kecil dari pada DVD yang mencapai 650 nanometer. Dengan begitu, maka bisa menyorot objek dengan presisi lebih tinggi.Hasilnya, data bisa diikat dengan lebih ketat dan disimpan di ruang yang lebih kecil. Inilah yang membuat BD mampu menyimpan lebih banyak data meskipun ukuran disknya sama dengan CD atau DVD.

Blu-ray disc juga memiliki lapisan permukaan yang lebih tipis hanya 0,1mm dibandingkan HD-DVD yang tebalnya 0,6mm.Dengan begitu, laser bisa menembakkan data dengan lebih fokus. Untuk read atau write, kecepatan minimal Blu-ray adalah 1x atau sekitar 36Mbps, jauh dari DVD yang kecepatannya hanya 10Mbps. Dan kabarnya, kecepatan tersebut masih akan digeber hingga 8x atau 288Mbps.

4.      Fluorescent Multilayer DISK(FM DISK)

Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc) adalah jenis optical disk yang mampu menampung sampai 140 GB data sekaligus, dengan kecepatan baca data sampai 1 GB per detik.

FM Disc berbeda dengan kepingan yang beredar saat ini.Warnanya tidak keperakan atau keemasan, melainkan bening seperti sebuah plastik transparan biasa.

Gambar 1.6

ü  Multilayer

Salah satu keistimewaan adalah banyaknya layer yang ada dalam setiap kepingan.Masing-masing kepingan memang memiliki lebih dari satu layer atau lapisan.Bahkan lebih dari 10 lapisan sekaligus.Tepatnya adalah 12 lapisan pada FM Disc yang dikembangkan pada tahap awal.

ü  Aplikasi

Banyak sekali aplikasi yang spat menggunakan teknologi ini. Pertama untuk menyimpan data hiburan seperti Game, Musik, Film dan tentunya untuk menyimpan data keperjaan. 1 keping FM Disc bisa menmapung lebih dari 10 film DVD.

Sebagai ruang Back-up, sangat cocok karena kapasitasnya yang sangat besar. Dengan FM Disc kekhawatiran rusak-nya media back-up dapat diminalisasi walaupun tergores lapisan luarnya.

ü  Jenis FMD

Ada tiga jenis FM teknologi yang telah selesai dikembangkan:

a.       FM Disc ROM

Ini adalah jenis pertama yang akan = diperkenalkan. FM Disc ROM nantinya akan banyak digunakan untuk kepentingan produksi, baik film maupun pernati lunak. Dengan kapasitas yang besar kualitas film dapat lebih baik. Karena ini berarti film akan mengalami lebih sedikit proses kompesi. Sama halnya dengan audio. Sedangkan untuk peranti lunak, kehadirannya akan sangat berpengaruh khussnya untuk peranti lunak seperti game dan peranti lunak pendidikan yang umumnya membuat banyak informasi.

b.      FM Disc WORM (Write Once Read Many)

FM Disc WORM disebut juga Rewritable FM Disc adalah kepingan yang dapat diisi sendiri. Kepingan inilah yang nantinya dipergunakan sebagai media back-up.

Cara penulisannya hampir sama dengan menulis pada rewritable CD, hanya saja ada sedikit perbedaan pada penambahan material fluorescent. Ada dua metode penulisan yang digunakan masing-masing terletak pada perbedaan penambahan element fluorescent-nya.

Denga metode pertama atau yang dikenal dengan metode thermal, material fluorescent diaplikasikan dari awal.Sedangkan pada metode kedua yang chemical, material fluorescent diaplikasin pada tahap lanjut.

c.       FM Card atau Clear Card

FM Card sebenarnya adalah sebuah FM Disc yang dilapisi bagian luar berbentuk kartu kecil. Kepingan yang ada didalam Clear Card adalah kepingan dengan diameter 50 mm, atau 5 cm. Model pertama yang dikembangkan adalah dengan 20 lapisan data – 10 GB data serta memiliki densitas recording sebesar 400 Mbytes/cm2.

2.7. Kekurangan dan kelebihan Optical Disc Drive

Cakram optik menawarkan sejumlah keunggulan dibandingkan dengan media penyimpan yang bersifat magnetis.Cakram optik memegang jauh lebih banyak data. Kontrol yang lebih besar dan fokus dapat dilakukan dengan sinar laser (dibandingkan dengan kepala magnetik kecil) berarti bahwa lebih banyak data dapat ditulis ke dalam ruang yang lebih kecil.Kapasitas penyimpanan meningkat dengan setiap generasi baru media optik. Muncul standar, seperti Blu-ray, menawarkan sampai 27 gigabyte (GB) di satu sisi disc 12-sentimeter. Sebagai perbandingan, sebuah disket, misalnya, dapat menahan 1,44 megabyte (MB).

Cakram optik murah untuk memproduksi dan data yang tersimpan pada mereka relatif tahan terhadap ancaman paling lingkungan, seperti lonjakan daya, atau gangguan magnetik.