كابلات الاتصالات يتم بناؤها من مواد تم اختيارها خصيصًا لقدرتها على حمل إشارات بأقل قدر من الخسارة أو التداخل. النحاس ، المادة التقليدية لنقل الإشارة الكهربائية ، له مقاومة منخفضة ويكون موصلاً للغاية ، مما يسمح للإشارات بالسفر بفعالية على مسافات قصيرة إلى متوسطة. ومع ذلك ، بالنسبة لتطبيقات المسافات الطويلة ، تفضل كابلات الألياف البصرية بشكل متزايد. تنقل الكابلات البصرية الألياف البيانات كبولتات الضوء من خلال الألياف الزجاجية أو البلاستيكية ، والتي لا تكون عرضة للتداخل الكهربائي. توفر هذه المادة توهينًا منخفضًا بشكل لا يصدق ، مما يسمح للإشارات بالسفر على بعد آلاف الكيلومترات مع الحد الأدنى من التدهور. تعد المقاومة المنخفضة وقدرة الإرسال العالية لهذه المواد حاسمة للحفاظ على قوة الإشارة على مسافات طويلة.
عندما تنتقل الإشارات على مسافات طويلة ، فإنها تعاني بشكل طبيعي من التوهين ، أو إضعاف الإشارة ، بسبب المقاومة في الكابلات. لمكافحة هذا ، يتم استخدام أجهزة الإشارة أو مكبرات الصوت على فترات منتظمة على طول مسار الإرسال. تعمل المتكررون من خلال تلقي الإشارة الضعيفة ، وتضخيمها ، وإعادة إرسالها. تستخدم أنظمة الألياف البصرية مكبرات الصوت البصرية (مثل مضخمات الألياف المزخرفة بالإربيوم) التي تعزز إشارة الضوء مباشرة دون تحويلها إلى إشارة كهربائية. هذا مهم بشكل خاص لشبكات الألياف البصرية للمسافات الطويلة ، مثل تلك المستخدمة في الاتصالات السلكية واللاسلكية أو البنية التحتية للإنترنت ، لضمان وصول البيانات إلى وجهتها دون خسارة كبيرة في الجودة.
تُستخدم كابلات Pair Twisted-Pair ، مثل CAT5E و CAT6 و CAT7 ، بشكل شائع في تطبيقات الاتصالات والشبكات. إن التواء بين أزواج الأسلاك هو ميزة تصميم رئيسية تساعد على تقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والكلام (النقل غير المرغوب فيه للإشارات بين الأزواج المجاورة). في هذه الكابلات ، يتم ملتوية سلكين نحاسيين معزولان حول بعضهما البعض في نمط حلزوني. يقلل هذا التكوين من تأثير الضوضاء الخارجية ويضمن أن تكون الإشارات التي يتم نقلها داخل الكبل أكثر موثوقية. للمسافات الأطول ، تستخدم كابلات الفئة الأعلى مثل CAT6A و CAT7 تقنيات التواء والدرع المتقدمة لزيادة تقليل التداخل ، مما يضمن نقل الإشارة بشكل أوضح.
تم تصميم الكابلات المحمية مع طبقات إضافية من الحماية التي تمنع الإشارات الكهرومغناطيسية الخارجية من التدخل مع إرسال البيانات. بالنسبة للكابلات المستندة إلى النحاس ، فإن هذا يتضمن غالبًا استخدام التدريع المحمي أو التدريع المضفر الذي يحيط بالأزواج الملتوية. في الكابلات الملتوية الملتوية (STP) وكابلات Pair Pair (FTP) ، يساعد التدريع على عزل الإشارة الداخلية عن الضوضاء الخارجية ، مثل المعدات الكهربائية القريبة أو خطوط الطاقة. الكابلات البصرية الألياف محصنة بشكل طبيعي ضد EMI ، لأنها تنقل البيانات عن طريق الضوء ، ولكن لا تزال الدروع المعدنية تستخدم في بعض الأحيان حول كابلات الألياف في بيئات التداخل العالي لحماية السلامة المادية للكابل واتصالاته.
تستخدم أنظمة الاتصالات الحديثة طرق ترميز متقدمة لضمان سلامة نقل البيانات ، وخاصة على المسافات الطويلة. يتم استخدام ترميز الإشارة لتمثيل البيانات بتنسيق يقلل من الأخطاء أثناء الإرسال ، وهو أمر مهم بشكل خاص في شبكات البيانات عالية السرعة. أكشف الأخطاء ورموز التصحيح ، مثل رموز الهلام أو فحص التكرار الدوري (CRC) ، تسمح للنظام باكتشاف الأخطاء وتصحيحها الناجم عن الضوضاء أو التوهين. على سبيل المثال ، يتم استخدام تعديل سعة النبض (PAM) أو تقنيات تعديل سعة التربيع (QAM) في كل من شبكات النحاس والألياف الضوئية لتحسين كفاءة نقل البيانات على مسافات طويلة عن طريق ترميز أجزاء متعددة في كل نبضة إشارة. تضمن استراتيجيات الترميز هذه أنه حتى في حالة حدوث بعض تدهور الإشارات ، لا يزال بإمكان المتلقي تفسير البيانات بشكل صحيح .
