Cáp viễn thông được xây dựng từ các vật liệu được chọn cụ thể cho khả năng mang tín hiệu với tổn thất hoặc nhiễu tối thiểu. Đồng, vật liệu truyền thống để truyền tín hiệu điện, có điện trở thấp và có tính dẫn điện cao, cho phép các tín hiệu di chuyển hiệu quả trong khoảng cách ngắn đến trung bình. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng đường dài, cáp quang ngày càng được ưa thích. Cáp sợi quang truyền dữ liệu dưới dạng các xung ánh sáng qua các sợi thủy tinh hoặc nhựa, không dễ bị nhiễu điện. Tài liệu này cung cấp sự suy giảm cực kỳ thấp, cho phép tín hiệu di chuyển hàng ngàn km với sự xuống cấp tối thiểu. Điện trở thấp và khả năng truyền cao của các vật liệu này là rất quan trọng để duy trì cường độ tín hiệu trong khoảng cách xa.
Khi các tín hiệu được truyền qua khoảng cách xa, chúng tự nhiên trải qua sự suy giảm hoặc tín hiệu suy yếu, do điện trở trong dây cáp. Để chống lại điều này, bộ lặp tín hiệu hoặc bộ khuếch đại được sử dụng theo các khoảng thời gian đều đặn dọc theo đường dẫn truyền. Các bộ lặp hoạt động bằng cách nhận tín hiệu bị suy yếu, khuếch đại nó và truyền lại nó. Các hệ thống sợi quang sử dụng các bộ khuếch đại quang học (như các bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium) trực tiếp tăng tín hiệu ánh sáng mà không chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các mạng cáp quang đường dài, chẳng hạn như các mạng được sử dụng trong cơ sở hạ tầng viễn thông hoặc internet, để đảm bảo rằng dữ liệu đến đích mà không bị mất đáng kể về chất lượng.
Các dây cáp cặp xoắn, chẳng hạn như Cat5e, Cat6 và Cat7, thường được sử dụng trong các ứng dụng viễn thông và mạng. Sự xoắn của các cặp dây là một tính năng thiết kế chính giúp giảm nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu xuyên âm (chuyển tín hiệu không mong muốn giữa các cặp liền kề). Trong các dây cáp này, hai dây đồng cách nhiệt được xoắn xung quanh nhau theo mô hình xoắn ốc. Cấu hình này giảm thiểu tác động của nhiễu bên ngoài và đảm bảo rằng các tín hiệu được truyền trong cáp là đáng tin cậy hơn. Đối với khoảng cách xa hơn, các loại cáp loại cao hơn như Cat6a và Cat7 sử dụng các kỹ thuật xoắn và che chắn tiên tiến để giảm thêm nhiễu, đảm bảo truyền tín hiệu rõ ràng hơn.
Cáp được che chắn được thiết kế với các lớp bảo vệ bổ sung ngăn chặn các tín hiệu điện từ bên ngoài can thiệp vào dữ liệu được truyền đi. Đối với cáp dựa trên đồng, điều này thường liên quan đến việc sử dụng che chắn giấy bạc hoặc che chắn bện bao quanh các cặp xoắn. Trong các cáp xoắn được che chắn (STP) và cáp xoắn (FTP), che chắn giúp cách ly tín hiệu bên trong tiếng ồn bên ngoài, chẳng hạn như từ thiết bị điện hoặc đường dây điện gần đó. Cáp sợi quang tự nhiên miễn dịch với EMI, vì chúng truyền dữ liệu qua ánh sáng, nhưng các tấm chắn kim loại đôi khi vẫn được sử dụng xung quanh cáp sợi trong môi trường can thiệp cao để bảo vệ tính toàn vẹn vật lý của cáp và các kết nối của nó.
Các hệ thống viễn thông hiện đại sử dụng các phương pháp mã hóa nâng cao để đảm bảo tính toàn vẹn của truyền dữ liệu, đặc biệt là trong khoảng cách xa. Mã hóa tín hiệu được sử dụng để biểu diễn dữ liệu theo định dạng làm giảm lỗi trong quá trình truyền, điều này đặc biệt quan trọng trong các mạng dữ liệu tốc độ cao. Phát hiện lỗi và mã hiệu chỉnh, chẳng hạn như mã Hamming hoặc kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC), cho phép hệ thống phát hiện và sửa lỗi do nhiễu hoặc suy giảm. Ví dụ, các kỹ thuật điều chế biên độ xung (PAM) hoặc điều chế biên độ cầu phương (QAM) được sử dụng trong cả mạng đồng và sợi quang để cải thiện hiệu quả truyền dữ liệu trên khoảng cách dài bằng cách mã hóa nhiều bit vào mỗi xung tín hiệu. Các chiến lược mã hóa này đảm bảo rằng ngay cả khi một số suy giảm tín hiệu xảy ra, máy thu vẫn có thể giải thích chính xác dữ liệu.
