Bande Magnétique

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La bande magnétique (ou ruban magnétique) est un support permettant l'enregistrement d'informations analogiques ou numériques à l'aide d'un magnétophone ou d'un magnétoscope. On y lit les informations en mesurant la polarisation de particules magnétiques (oxyde de fer) incluse dans un substrat souple. On y écrit en modifiant cette orientation.

Utilisation

Audio

Une bande demi-pouce pour magnétophone.

Elle a tout d'abord été utilisée pour l'enregistrement du son (premières utilisations en France dans les années 1940-50, dans les studios de la RTF – Radiodiffusion Télévision Française — en remplacement des 78 tours). Il s'agissait ici d'enregistrements analogiques sur des magnétophones à bandes ½ pouce (Ampex, Studer etc.).

Pour faciliter l'utilisation, les bandes ont été placées dans des cassettes. Celle qui a eu le plus grand succès est la musicassette de Philips.

Lors de l'apparition de la numérisation, un nouveau format de cassette a été lancé : la Digital Audio Tape (DAT), où l'information numérique est enregistrée transversalement sur la bande à l'aide d'une tête rotative.

Vidéo

Les premiers enregistreurs vidéo étaient des appareils à vocation professionnelle utilisés par les chaînes de télévision, ils fonctionnaient avec des bandes magnétiques (format à préciser).

Par la suite, les avancées de l'électronique grand public permirent le lancement, par plusieurs fabricants avec des fortunes diverses, de différents types de cassettes vidéo associées avec leur matériel enregistreur/lecteur, à destination des amateurs d'enregistrement vidéo :

• La V2000 de Philips, bonne qualité ou longue durée d'enregistrement, mais trop chère car trop complexe.
• La Betamax de Sony, la meilleure qualité, un peu chère, mais très prisée des professionnels.
• La VHS d'un consortium de fabricants japonais avec comme chef de files JVC, la moins performante mais de qualité suffisante pour les amateurs, la moins chère, a fini par devenir le standard des magnétoscopes de salon.
• Pour les caméscopes une version mini du VHS a été développée et a eu un certain succès.

Tous ces systèmes ont pour support une bande magnétique, l'information qui y est stockée est analogique, elle est enregistrée en diagonale sur la bande à l'aide d'une tête rotative.

Il existe d'autres formats utilisant une bande magnétique et stockant la vidéo en numérique : le format Video 8, le mini DV (utilisé sur les caméras DV). Voir Cinéma et vidéo amateurs.

Informatique

Historique

Les bandes magnétiques ont été utilisées comme mémoires de masse dès les débuts de l'informatique. Dès les années 1950 le format des bandes devient rapidement standard : une bande mesurait au maximum 2 400 pieds de long (732 mètres) pour ½ pouce (13 mm) de large ; des bobines plus petites de 200, 300 ou 600 pieds ont aussi été produites. À l'origine, l'enregistrement s'effectuait sur 7 pistes (6 de données plus une pour la parité) à des densités de 556 ou 800 bpi mais avec le développement des ordinateurs avec des jeux de caractères à huit bits (ex. l'EBCDIC d'IBM), l'enregistrement est passé à 9 pistes (8 de données plus une pour la parité) et la densité pouvait être de 800 ((en)NRZI : Non-Return-to-Zero Inverted), 1650 ((en)PE : Phase Encoded) ou 6250 ((en)GCR : Group Coded) bpi.

Fonctionnement

L'enregistrement est soit linéaire, c’est-à-dire que les pistes sont parallèles à la bande, soit hélicoïdal.

Pistes linéaires Vs. pistes hélicoïdales.

Les formats et densités évoluent sans cesse. En 2005, le format Ultrium LTO3 (Linear Tape-Open), par exemple, peut stocker 400 Go sur une cartouche de quelques centimètres de côté (environ 10 × 10 × 2 cm).

Les données ne sont pas stockées de façon contigüe du début à la fin de la bande. Elles sont stockées dans des blocs séparés par des intervalles ((en) gap). Ces intervalles permettent au lecteur de bande de s'arrêter avant de reprendre une lecture ou une écriture : il n'est pas possible d'arrêter le déroulement de la bande puis de le reprendre là où il s'était interrompu. Quand la lecture doit être interrompue, même momentanément (par exemple, lorsque la mémoire tampon est pleine), la bande est rembobinée jusqu'au gap précédent. Parfois, on appelle la taille du bloc « facteur de blocage ». C'est à cause de cette organisation que les dérouleurs de bandes entraînent la bande suivant un mouvement saccadé, avec de longues lectures (vers l'avant), puis un bref arrêt, un court rembobinage, avant de reprendre la lecture.

Format logique d'une bande magnétique.

Il est possible de lire les informations dans les deux sens, et cette faculté a été notamment utilisée dans les algorithmes de tri.

Le mécanisme de protection en écriture. L'anneau est retiré de la rainure à l'arrière de la bande.

Comme pour tout support magnétique, il est possible de mettre le support en mode lecture seule. Sur une bande magnétique, ceci est accompli en retirant l'anneau de la rainure située à l'arrière de la bande.

Les premiers mètres de bande sont appelés l'« amorce ». L'amorce est terminée par une étiquette réfléchissante (appelée (en) sticker) collée sur la bande. Un dispositif de détection photoélectrique sur le dérouleur de bandes détecte cette étiquette qui délimite le début de la zone de données et termine l'étape de « chargement » de la bande. Une seconde étiquette est positionnée à la fin de la bande, et marque la fin de la zone de données. Typiquement, quand celle-ci est détectée par le lecteur, il rembobine la bande automatiquement.

Le sticker de début de bande.

Ce système connaît plusieurs défauts : si l'étiquette de début est perdue, le lecteur va tout embobiner sur le second moyeu, pour s'arrêter quand l'étiquette de fin sera détectée, indiquant (à tort) qu'il est au début de la bande. Si on commande la lecture de la bande à ce moment-là, le lecteur va enrouler la totalité de la bande sur le second moyeu avant de produire une erreur. Le rembobinage de la bande sur son moyeu initial peut s'avérer une opération délicate. Parfois, seule l'étiquette de fin est perdue, et il faut en recoller une nouvelle et renouveler l'écriture des données, la dernière partie étant tronquée. Également, le sticker est collé le long d'un bord de la bande : il ne faut pas se tromper de bord si l'on doit en coller un nouveau, autrement il ne sera pas détecté.

Applications

Une bande ½ pouce grand format.

Le bon rapport prix/densité des bandes magnétiques en font toujours un support de choix pour les sauvegardes informatiques. Malgré les progrès très importants réalisés en matière de technologies de stockage sur disques magnétiques ou optiques à la fin du XX^e siècle, les bandes magnétiques restent un support privilégié de sauvegarde et d'archivage des données en raison de leur très grande capacité et de leur caractère amovible qui permettent de les délocaliser aisément. Au XXI^e siècle, elles sont ainsi utilisées dans les « fermes » de serveurs sur PC qui sous-tendent les grands sites web. Ceux-ci gèrent des volumes de données incomparablement plus importants que les plus grands des ordinateurs centraux d'antan. Les technologies d'archivage sur bande ont suivi cette même approche modulaire : chaque baie peut contenir une dizaine ou une vingtaine de bandes magnétiques et les baies peuvent se regrouper, par exemple par 8 ou 10, pour une capacité totale allant jusqu'à plusieurs dizaines de téraoctets. Les bibliothèques de bandes sont donc le moyen le plus accessible d'assurer la sauvegarde et l'archivage de toutes ces données^[1].

Mixte

Certains formats de bandes magnétique en cartouche (ou cassette) ont permis leur emploi dans les trois domaines précités. C'est le cas pour les DAT (Digital Audio Tape) utilisées aussi bien dans des magnétophones, les caméscopes, ou systèmes de sauvegarde informatique.

Durée de vie

La durée de vie des données sur une bande ½ pouce est de l'ordre de 10 à 20 ans.

Références

Articles connexes

• Bande son

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