สายเคเบิลโทรคมนาคม ถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่เลือกโดยเฉพาะสำหรับความสามารถในการพกสัญญาณที่มีการสูญเสียหรือการรบกวนน้อยที่สุด ทองแดงวัสดุดั้งเดิมสำหรับการส่งสัญญาณไฟฟ้ามีความต้านทานต่ำและมีความเป็นตัวนำสูงช่วยให้สัญญาณสามารถเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพในระยะทางสั้นถึงปานกลาง อย่างไรก็ตามสำหรับแอพพลิเคชั่นทางไกลสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นที่ต้องการมากขึ้น สายเคเบิลใยแก้วนำแสงส่งข้อมูลเป็นพัลส์แสงผ่านกระจกหรือเส้นใยพลาสติกซึ่งไม่ไวต่อการรบกวนทางไฟฟ้า วัสดุนี้ให้การลดทอนต่ำอย่างไม่น่าเชื่อช่วยให้สัญญาณสามารถเดินทางได้หลายพันกิโลเมตรด้วยการย่อยสลายน้อยที่สุด ความต้านทานต่ำและความสามารถในการส่งผ่านสูงของวัสดุเหล่านี้มีความสำคัญต่อการรักษาความแรงของสัญญาณในระยะทางไกล
เมื่อสัญญาณถูกส่งในระยะทางไกลพวกเขาจะได้รับการลดทอนตามธรรมชาติหรือสัญญาณอ่อนลงเนื่องจากความต้านทานในสายเคเบิล ในการต่อสู้กับสิ่งนี้จะใช้ตัวทำซ้ำสัญญาณหรือแอมพลิฟายเออร์ในช่วงเวลาปกติตามเส้นทางการส่งสัญญาณ ผู้ทำซ้ำทำงานโดยรับสัญญาณที่อ่อนแอขยายและส่งสัญญาณใหม่ ระบบใยแก้วนำแสงใช้แอมพลิฟายเออร์ออพติคอล (เช่นแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ Erbium-doped) ที่เพิ่มสัญญาณแสงโดยตรงโดยไม่ต้องแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครือข่ายใยแก้วนำแสงระยะไกลเช่นที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมหรือโครงสร้างพื้นฐานทางอินเทอร์เน็ตเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลถึงปลายทางโดยไม่สูญเสียคุณภาพอย่างมีนัยสำคัญ
สายเคเบิลคู่บิดเช่น CAT5E, CAT6 และ CAT7 มักใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมและเครือข่าย การบิดของคู่ลวดเป็นคุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญที่ช่วยลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และ crosstalk (การถ่ายโอนสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างคู่ที่อยู่ติดกัน) ในสายเคเบิลเหล่านี้สายทองแดงที่หุ้มฉนวนสองสายจะถูกบิดไปรอบ ๆ กันในรูปแบบเกลียว การกำหนดค่านี้ช่วยลดผลกระทบของเสียงรบกวนภายนอกและทำให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณที่ส่งภายในสายเคเบิลมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น สำหรับระยะทางไกลสายเคเบิลหมวดหมู่ที่สูงขึ้นเช่น CAT6A และ CAT7 ใช้เทคนิคการบิดและการป้องกันขั้นสูงเพื่อลดการรบกวนเพิ่มเติมเพื่อให้มั่นใจว่าการส่งสัญญาณที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
สายเคเบิลที่มีการป้องกันได้รับการออกแบบด้วยการป้องกันชั้นเพิ่มเติมที่ป้องกันไม่ให้สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกรบกวนการส่งข้อมูล สำหรับสายเคเบิลที่ใช้ทองแดงสิ่งนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการใช้การป้องกันแบบฟอยล์หรือการป้องกันถักที่ล้อมรอบคู่บิด ในสายเคเบิล Twisted-Pair (STP) และ Foil Twisted-Pair (FTP) สายเคเบิลการป้องกันช่วยแยกสัญญาณภายในออกจากเสียงรบกวนภายนอกเช่นจากอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือสายไฟใกล้เคียง สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติต่อ EMI เนื่องจากส่งข้อมูลผ่านแสง แต่บางครั้งโล่โลหะก็ยังคงใช้รอบ ๆ สายไฟเบอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีการโต้ตอบสูงเพื่อป้องกันความสมบูรณ์ทางกายภาพของสายเคเบิลและการเชื่อมต่อ
ระบบโทรคมนาคมที่ทันสมัยใช้วิธีการเข้ารหัสขั้นสูงเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของการส่งข้อมูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะทางไกล การเข้ารหัสสัญญาณใช้เพื่อแสดงข้อมูลในรูปแบบที่ลดข้อผิดพลาดระหว่างการส่งซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในเครือข่ายข้อมูลความเร็วสูง การตรวจจับข้อผิดพลาดและรหัสการแก้ไขเช่นรหัส Hamming หรือการตรวจสอบความซ้ำซ้อนของวงจร (CRC) อนุญาตให้ระบบตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดจากเสียงรบกวนหรือการลดทอน ตัวอย่างเช่นการปรับแอมพลิจูดพัลส์ (PAM) หรือเทคนิคการมอดูเลตแอมพลิจูดแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส (QAM) ใช้ในเครือข่ายทองแดงและใยแก้วนำแสงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการส่งข้อมูลในระยะทางไกลโดยการเข้ารหัสหลายบิตลงในแต่ละสัญญาณพัลส์ กลยุทธ์การเข้ารหัสเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้ว่าจะมีการเสื่อมสภาพของสัญญาณบางอย่างตัวรับสัญญาณยังสามารถตีความข้อมูลได้อย่างถูกต้อง 3
