OPTICAL MEMORY

PEMBAHASAN

A.     DEFINISI MEMORI OPTIK

Optical Disk adalah media penyimpanan data elektronik yang dapat ditulis dan dibaca dengan menggunakan sinar laser bertenaga rendah. Optical disk pertama kali ditemukan pada tahun 1958. Kemudian teknologi ini dipatenkan beberapa tahun kemudian. Perkembangan berikutnya, ditemukan teknologi optical media untuk data video dalm laser disc yang dikeluarkan oleh philips, pada tahun 1978.Berlanjut setelah itu, audio compact disc (CD) dikeluarkan sony pada tahun 1983.

Media optik yang ada saat ini adalah berbentuk CD (CompactDisk). CD terbuat dari plat alumunium yang dapat dilapisi dengan bahan – bahan chrome yang mengkilat dan tidak menggunakan bahan magnetic melainkan bahan yang dapat memantulkan cahaya. Compact disk pertama lazim digunakan dalam sistem audio, merupakan aplikasi pertama dari teknologi ini. Setelahnya, teknologi optik diadaptasi ke lingkungan komputer untuk menyediakan penyimpanan read only kapasitas tinggi yang disebut CD ROM.

Generasi CD pertama kali diperkenalkan pada tahun 1982 oleh Philips dan Sony, yang juga mempublikasikan spesifikasi lengkap perangkat tersebut. CD tersebut merupakan audio CD, yaitu digital audio. Dengan cepat industri komputer menyadari bahwa jumlah data audio yang besar dapat digantikan dengan data digital komputer.

Optic Disk memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

Ø  Menggunakan laser untuk menulis dan membaca data.

Ø  Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar.

Ø  Dapat membaca lebih cepat

B.     WUJUD 0 DAN 1 DALAM MEMORI OPTIK

Serangkaian 0 dan 1 ini merepresentasikan suatu nilai sendiri yang mana dengan decoder tertentu akan menghasilkan nilai yang diinginkan (data yang diperoleh tidak rusak/sesuai).

Pada kepingan CD, data 0 diperoleh dari lubang yang dibuat oleh CD writer, sedangkan data 1 tidak memiliki lubang. Jadi, deretan data seperti 1011, dalam bentuk fisik akan menjadi: rata-lubang-rata-rata. Lubang ini dimensinya sangat kecil sekali.

Konstruksi CD dengan lubang ini bukanlah apa yang terjadi pada jaman sekarang. Namun, dasarnya sama. Sekarang, lobang atau ratanya diganti dengan transparan atau buramnya salah satu lapisan pada CD yang namanya Photosensitive Dye. Lapisan ini yang menentukan pola deretan data 1 dan 0.

Disebut sebagai CD burner, karena yang dikerjakannya ialah membakar lapisan Photosensitive Dye ini sehingga menjadi lebih buram alias tidak transparan. Bila transparan, maka dengan CD reader, akan terbaca sebagai 1, sedangkan bila buram akan terbaca 0. Karena cara kerja CD reader adalah dengan melihat apakah cahaya laser yang ditembakkannya ke keping CD dipantulkan kembali ke sensor (pada CD reader) atau tidak. Apabila dipantulkan (berarti lapisan Photosensitive Dye-nya transparan alias tidak terbakar) berarti data ini adalah 1, apabila tidak ada pantulannya atau lemah pantulannya maka data ini adalah 0.

C.     MENULISKAN DATA DALAM MEMORI OPTIK

Teknologi optik yang dipakai untuk sistem CD didasarkan pada sumber sinar laser. Berkas laser diarahkan ke permukaan disk yang berputar. Lekukan fisik pada permukaan CD diatur sepanjang track disk. Lekukan tersebut merefleksikan berkas terfokus ke fotodetektor yang mendeteksi pola biner yang tersimpan.

Laser tersebut memancarkan berkas sinar koheren yang difokuskan dengan tajam pada permukaan disk. Sinar koheren terdiri dari gelombang tersinkronisasi yang memiliki panjang gelombang yang sama. Jika berkas sinar koheren digabungkan dengan berkas lain dari jenis yang sama dan dua berkas tersebut berada dalam satu fase, maka hasilnya akan berupa berkas yang lebih terang. Akan tetapi jika gelombang dua berkas tersebut berbeda fase 180 derajat, maka keduanya akan saling meniadakan. Sehingga jika fotodetektor digunakan untuk mendeteksi berkas tersebut, maka akan mendeteksi titik terang pada kasus pertama dan titik gelap pada kasus kedua.

Pada gambar diatas, terdapat tampang lintang bagian kecil CD. Lapisan dasar CD adalah dari bahan plastik polikarbonat, yang berfungsi sebagai basis gelas transparan. Permukaan plastik inidiprogram untuk menyimpan data dengan melekukkan lapisan tersebut dengan pit (pola hole). Bagian yang tidak dilekukkan disebut land. Lapisan tipis bahan alumunium perefleksi ditempatkan pada bagian atas disk yang terprogram. Alumunium tersebut kemudian dilapisi dengan acrylic pelindung. Terakhir lapisan paling atas disimpan dan diberi cap dengan label.

Ketebalan total CD adalah 1,2 mm. hampir seluruhnya memakai plastik polikarbonat, lapisan yang lain sangat tipis.

Sumber laser dan fotodetektor ditempatkan di bawah plastik polikarbonat. Berkas yang dipancarkan melintasi plastik ini, direfleksikan oleh lapisan alumunium dan melintas balik menuju fotodetektor.

Gambar di atas, menunjukkan apa yang terjadi pada saat berkas laser

melintasi disk dan menghadapi transisi dari pit ke land. Di tampilkan tiga posisi yang berbeda dari sumber laser dan detektor yang mungkin terjadi pada saat disk berotasi. Pada saat sinar direfleksikan hanya dari pit, atau hanya dari land, maka detektor akan melihat berkas yang direfleksikan sebagai titik terang. Tetapi, situasi yang berbeda muncul pada saat berkas bergerak melalui tepian dimana pit berubah menjadi land, dan sebaliknya. Pit dihentikan satu seperempat panjang gelombang sinar tersebut. Sehingga, gelombang yang direfleksikan dari pit akan berbeda fase 180 derajat dengan gelombang yang direfleksikan dari land, sehingga saling meniadakan. Karenanya, pada transisi pitland dan landpit

detektor tidak akan mengetahui berkas yang direfleksikan dan akan mendeteksi titik gelap.

Dan pada gambar di atas, CD menggunakan skema encoding kompleks untuk menyatakan data, tiap byte data dinyatakan dengan kode 14 bit, menyediakan kemampuan deteksi error. CD memiliki diameter 120 mm, terdapat lubang 15 mm di tengah. Data disimpan pad track yang menutupi area tersebut dari radius 25 mm hingga radius 58 mm. Jarak antara track adalah 1,6 mikron. Pit memiliki lebar 0,5 mikron danpanjang 0,8 hingga 3 mikron. CD mempunyai lebih dari 15.000 track, jika seluruh track spiral dipisah – pisahkan maka akan mencapai panjam 5 km.

Jumlah ini mengindikasikan kerapatan track sekitar 6000 track/cm, yang lebih tinggi daripada kerapatan yang dapat dicapai dalam disk magnetik. Dalam hard disk kerapatan berada dalam rentang dari 800 hingga 2000 track / cm dan dalam floppy disk kurang dari40 track / cm.

D.    MEMBACA DATA DALAM MEMORY OPTIK

Pada saat membaca, sinar laser akan memantulkan cahaya dari permukaan CD. Namun jika akan menghapus data sinar yang diberikan memilki temperatur yang berbeda dengan sinar yang digunakan untuk membaca, begitu pula ketika sinar laser tersebut juga digunakan untuk menulis juga berbeda dengan yang digunakan untuk membaca dan menghapus. Sebenarnya di balik permukaannya yang datar, terdapat tonjolan-tonjolan yang sangat kecil(dalam micron), di balik permukaan inilah data tersimpan.

Pada CD-ROM, informasi yang tersimpan berupa 0 dan 1. Tentunya tidak langsung tertulis berupa angka 0 dan 1, melainkan merupakan keadaan padalapisan 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.

Untuk dapat memantulkan cahaya yang diarahkan padanya, suatu CD-ROM itu memiliki lapisan alias layer yang dapat memantulkan cahaya. Karena tidak diinginkan semua posisi yang nantinya terkena sinar akan memantulkan sinar tersebut ke arah photo diode yang terdapat pada CD-ROM drive, dibuatlah dua tingkat ketinggian pada reflective layer tersebut. Ketinggian yang dimaksud disini adalah jarak terhadap bagian terluar dari CDROM. Hanya satu saja dari tingkat ketinggian itu akan memantulkan cahaya yang diarahkan padanya ke arah photo diode pada CD-ROM Drive. Bila sinar diarahkan ketingkat ketinggian satunya, sinar tidak akan dipantulkan ke arah photo diode tersebut. Dengan cetakan yang sesuai dapat dibuat pola tingkat ketinggian pada layer tersebut sesuai dengan data yang ingin disimpan. Untuk 1 sinar harus dipantulkan ke arah photo diode, sementara untuk 0 sinar tidak dipantulkan ke arah photo diode. Adapun pola tingkat ketinggian dari reflective layer ini dimulai pada bagian terdalam dari CD-ROM menuju ke bagian terluar dari CD-ROM dengan bentuk spiral (bentuknya mirip dengan obat nyamuk bakar). Dengan kata lain, data digital yang tersimpan pada CD-ROM tersusun mulai dari bagian terdalam pada CD-ROM menuju ke bagian terluar dari CD-ROM. Selain lapisan yang berguna untuk memantulkan cahaya, masih ada beberapa bagian lain dari CD-ROM.

Suatu CD-ROM biasanya memiliki 4 buah bagian, yaitu label, protective layer, reflective layer, dan polycarbonate plastic. Pada pembacaannya sendiri CD-ROM ini akan diputar dengan kecepatan sudut yang tinggi. Oleh karena itu pola yang dicetak pada CD-ROM tersebut harulah memiliki tingkat presisi yang tinggi. Bila ini tidak dipenuhi, penyimpangan informasi bisa saja terjadi. Pada CD-ROM Drive masa kini, kecepatan sudut ini akan terus dipertahankan hingga pada saat pembacaan bagian terluar dari CDROM.

Hal ini membuat kecepatan linier (kecepatan pembacaan) semakin tinggi pada daerah yang semakin luar. Dengan kecepatan setinggi ini CD-ROM Drive yang digunakan juga harus memiliki tingkat presisi yang tinggi pula. Oleh karena itu wajar saja bila suatu CD-ROM Drive akan melakukan pembacaan dengan kecepatan yang lebih rendah terhadap CDROM yang sudah mengalami banyak gangguan seperti halnya goresan.

Saat ini membaca data optic tidak hanya melalui lubang rata sebuah CD, lobang atau ratanya diganti dengan transparan atau buramnya salah satu lapisan pada CD yang namanya Photosensitive Dye. Lapisan ini yang menentukan pola deretan data 1 dan 0.

Sering mendengar CD burner, karena yang pada bagian ini, CD yang dikerjakannya adalah membakar lapisan Photosensitive Dye ini sehingga menjadi lebih buram alias tidak transparan. Bila transparan, maka dengan CD reader akan terbaca sebagai 1, sedangkan bila buram akan terbaca 0. Karena cara kerja CD reader adalah dengan melihat apakah cahaya laser yang ditembakkannya ke keping CD dipantulkan kembali ke sensor (pada CD reader) atau tidak. Apabila dipantulkan (berarti lapisan Photosensitive Dye-nya transparan alias tidak terbakar) berarti data ini adalah 1, apabila tidak ada pantulannya atau lemah pantulannya maka data ini adalah 0.

E.      MENYELEKSI DATA DARI KUMPULAN DATA

Teknologi optik yang digunakan untuk sistem CD didasarkan pada sumber sinar laser. Berkas laser diarahkan ke permukaan disk yang berputar. Lekukan fisik pada permukaan diatur sepanjang track disk. Lekukan tersebut merefleksikan berkas terfokus ke fotodetektor, yang mendeteksi pola biner yang tersimpan.

Laser tersebut memancarkan berkar sinar koheren yang difokuskan dengan tajam pada permukaan disk. Sinar koheren terdiri dari gelombang tersinkronisasi yang memiliki panjang gelombang yang sama. Jika berkas sinar koheren digabungkan dengan berkas lain dari jenis yang sama, dan dua berkas tersebut berada dalam satu fase, maka hasilnya akan berupa berkas yang lebih terang. Tetapi jika gelombang dua berkas tersebut berbeda fase 180 derajat, maka keduanya akan saling meniadakan. Sehingga,jika fotodetektor digunakan untuk mendeteksi berkas tersebut, maka akan mendeteksi titik terang pada kasus pertama dan titik gelap pada kasus kedua.

Karena informasi disimpan dalam bentuk biner dalam CD, maka CD cocok untuk digunakan sebagai medium dalam sistem komputer. Persoalan terbesar adalah untuk memastikan integritas data yang tersimpan. Karena pit sangat kecil, maka sulit untuk menerapkan semua pit secara sempurna. Dalam aplikasi audio dan video, beberapa error dalam data dapat ditoleransi karena tampaknya tidak mempengaruhi suara atau image yang direproduksi dalam cara yang dapat dimengerti. Akan tetapi, error tersebut tidak dapat diterima dalam aplikasi komputer. Karena ketidaksempurnaan fisik tidak dapat  dihindarkan, maka perlu menggunakan bit tambahan unmk menyediakan kemampuan pemeriksaan error dan koreksi. CD yang digunakan dalam aplikasi computer memiliki kemampuan tersebut. CD tersebut disebut CDROM, karena setelah pabrikasi isinya hanya dapat dibaca, seperti halnya chip ROM semikonduktor.

Data tersimpan diatur pada track CDROM dalam bentuk blok yang disebut sector. Terdapat beberapa format berbeda untuk sector. Satu format, disebut Mode 1 menggunakan 2352byte sector. Terdapat 16byte header yang berisi field sinkronisasi yang digunakan untuk mendeteksi awal sector dan informasi pengalamatan yang digunakan untuk mengidentifikasi sector tersebut. Field ini diikuti oleh 2048 byte data tersimpan. Pada akhir sector, terdapat 288  yte yang digunakan untuk mengimplementasikan skema koreksierror.

Jumlah sector per track adalah variabel; terdapat lebih banyak sector pada track luar yang lebih panjang. Deteksi dan koreksi error dilakukan pada lebih dari satu tingkat. Sebagaimana telah disebutkan pada pengenalan CD, tiap byte in£ormasi yang tersimpan diencode menggunakan kode 14bit yang memiliki  beberapa kemampuan koreksierror.  Kode ini dapat mengoreksi error bittunggal. Error yang terjadi pada short burst, mempengaruhi beberapa bit, dideteksi dan dikoreksi menggunakan bit pemeriksaanerror pada akhir sector.

Drive CDROM beroperasi pada sejumlah kecepatan rotasi yang berbeda. Kecepatan dasar, yang disebut 1X, adalah 75 sector per detik. Kecepatan ini menyediakan tingkat data 153.600 byte/det (I SOKbyte/det), menggunakan format Mode 1. Dengan kecepatan dan format ini, CDROM yang berbasis pada CD standar yang didesain untuk musik 75 menit memiliki kapasitas penyimpanan data sekitar 650 Mbyte. Perhatikanlah bahwa kecepatan drive tersebut hanya mempengaruhi kecepatan transfer data tetapi tidak kapasitas penyimpanan disk. Kecepatan drive CDROM

yang lebih tinggi diidentifikasi sehubungan dengan kecepatan dasar tersebut. Sehingga, CDROM 40X memiliki kecepatan transfer data yaitu 40 kali lebih tinggi daripada CDROM IX. Perhatikanlah bahwa kecepatan transfer ini (<6Mbyte/detik) dianggap

lebih rendah daripada kecepatan transfer dalam harddisk magnetik, yang berada pada rentang puluhan megabyte per detik.

Perbedaan besar lain dalam performa adalah waktu pencarian, yang dalam CDROM mungkin beberapa ratus milidetik. Sehingga, dalam hubungannya dengan performa CDROM sangat inferior terhadap disk magnetik. Daya tariknya terletak pada ukuran fisik yang 20 kecil, biaya rendah, dan kemudahan penanganan sebagai medium penyimpananmassal (massstorage) yang removable dan transportable. Tingkat kepentingan CDROM bagi sistem komputer muncul karena kapasitas penyimpanan yang besar dan waktu akses yang cepat dibandingkan dengan media portable murah lainnya, seperti floppy disk dan tape magnetik. CDROM digunakan secara luas untuk distribusi software, basis data, teks besar (buku), program aplikasi, clan video game.