Telekommunikationskabel werden aus Materialien konstruiert, die speziell für ihre Fähigkeit ausgewählt wurden, Signale mit minimalem Verlust oder Interferenz zu tragen. Kupfer, das traditionelle Material für die elektrische Signalübertragung, hat einen geringen Widerstand und ist hoch leitend, sodass Signale über kurze bis mittlere Entfernungen effektiv gelangen können. Für Fernanwendungen werden jedoch zunehmend Glasfaserkabel bevorzugt. Faserkabel übertragen Daten als leichte Pulse durch Glas- oder Kunststofffasern, die nicht anfällig für elektrische Störungen sind. Dieses Material bietet eine unglaublich niedrige Dämpfung und ermöglicht es Signalen, Tausende von Kilometern mit minimalem Abbau zu reisen. Der niedrige Widerstand und die hohe Übertragungskapazität dieser Materialien sind entscheidend, um die Signalstärke über große Entfernungen aufrechtzuerhalten.
Wenn Signale über große Strecken übertragen werden, erleben sie aufgrund des Widerstands in den Kabeln natürlich eine Abschwächung oder eine Signalschwächung. Um dies zu bekämpfen, werden Signalrepeater oder Verstärker in regelmäßigen Abständen entlang des Übertragungsweges verwendet. Repeater wirken, indem sie das geschwächte Signal erhalten, es verstärken und erneut übertragen. Glasfasersysteme verwenden optische Verstärker (wie Erbium-dotierte Faserverstärker), die das Lichtsignal direkt stärken, ohne es in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dies ist besonders wichtig für faserfaserfaserfaser-Netzwerke, z.
Twisted-Pair-Kabel wie Cat5e, Cat6 und Cat7 werden üblicherweise in Telekommunikations- und Netzwerkanwendungen verwendet. Das Verdrehen von Drahtpaaren ist ein wichtiges Designmerkmal, mit dem die elektromagnetische Interferenz (EMI) und das Übersprechen (die unerwünschte Übertragung von Signalen zwischen benachbarten Paaren) reduziert werden. In diesen Kabeln werden zwei isolierte Kupferdrähte in einem helikalen Muster umeinander verdreht. Diese Konfiguration minimiert den Einfluss von externen Rauschen und stellt sicher, dass die im Kabel übertragenen Signale zuverlässiger sind. Für längere Entfernungen verwenden höhere Kategorienkabel wie Cat6a und Cat7 fortschrittliche Verdrehungs- und Abschirmtechniken, um die Interferenz weiter zu verringern und eine klarere Signalübertragung sicherzustellen.
Abgeschirmte Kabel sind mit zusätzlichen Schutzschichten ausgelegt, die verhindern, dass externe elektromagnetische Signale die übertragenen Daten beeinträchtigen. Bei kupferbasierten Kabeln beinhaltet dies häufig die Verwendung von Folienschutz oder geflochtener Abschirmung, die die verdrehten Paare umgibt. In abgeschirmten Twisted-Pair- (STP )- und Folien-Twisted-Pair-Kabeln (FTP) hilft die Abschirmung, das interne Signal aus externen Rauschen zu isolieren, wie z. B. aus nahe gelegenen elektrischen Geräten oder Stromleitungen. Glasfaserkabel sind natürlich immun gegen EMI, da sie Daten über Licht übertragen, aber metallische Schilde werden manchmal immer noch um Faserkabel in Umgebungen mit hoher Interferenzen verwendet, um die physikalische Integrität des Kabels und seiner Verbindungen zu schützen.
Moderne Telekommunikationssysteme verwenden erweiterte Codierungsmethoden, um die Integrität der Datenübertragung, insbesondere über lange Strecken, sicherzustellen. Die Signalcodierung wird verwendet, um Daten in einem Format darzustellen, das Fehler während der Übertragung reduziert, was besonders in Hochgeschwindigkeits-Datennetzwerken wichtig ist. Fehlererkennungs- und Korrekturcodes wie Hamming -Codes oder cyclische Redundanzprüfungen (CRC) ermöglichen das System, Fehler durch Rauschen oder Dämpfung zu erkennen und zu korrigieren. Beispielsweise werden in Kupfer- und Glasfasernetzwerken (QAM) -Techniken (PAM) oder Quadraturamplitudenmodulation (QAM) (PAM) oder Quadraturamplitudenmodulation), um die Effizienz der Datenübertragung über große Entfernungen zu verbessern, indem mehrere Bits in jeden Signalpuls codiert werden. Diese Codierungsstrategien stellen sicher, dass der Empfänger auch bei einem Signalabbau die Daten korrekt interpretieren kann.
