Лекции_по_информатике_1_курс / лекции / Лекция 2 / 02-Информатика Лекция 2

Лекция 2

Формы представления, хранения, способы кодирования и передачи информации.

На этой лекции мы поговорим о формах представления и хранения информации, о способах ее кодирования и передачи.

План лекции:

1. Формы представления информации

2. Хранение информации

3. Кодирование информации. Система кодирования

4. Кодирование текстовой информации

5. Таблица кодов ASCII

6. Кодовая таблица Windows(CP-1251)

7. Таблица кодов Unikode 4

8. Кодирование графической информации

9. Кодирование звуковой информации

10. Системы передачи информации

Формы представления информации.

Информация циркулирует различным образом. Все объекты и явления, которые мы с вами видим и которые существуют в реальном мире и могут быть описаны с помощью различных физических величин. Например, масса тела, температура, расстояние между точками, длиной пути и т.д. Такие величины, как правило, имеют непрерывные величины. В данном случае свойство непрерывность подразумевает отсутствие различных промежутков между значениями величины, которое может принимать соответствующая величина.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Такие значения могут быть сколь угодно близки друг к другу, мало различимы. Диапазон таких величин может принимать бесконечное количество значений.

В природе так же существуют другие величины, например, количество людей в комнате, количество электронов в атоме, количество студентов в группе и т.д. Такие величины могут принимать целые значения, например, 0, 1, 2, 3 и т.д. И не имеют возможность иметь дробные значения. Такие величины принято называть дискретными. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.

Следует различать непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени. Рассмотрим рисунок, на нем 4 вида графиков (рис 1)

а) непрерывный по уровню и во времени сигнал. Посмотрите внимательно не этот график. График имеет значения величин во всех точках, и мы не видим никаких прерываний этого графика.

б) дискретный по уроню и непрерывный во времени сигнал. Мы действительно видим, что величины, которые характеризуются по оси вертикально, в данном случае, могут принимать только дискретные значения. Эти значения выделены пунктиром. А по оси горизонтальной, в данном случае, оси времени- t могут принимать непрерывные значения.

в) непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал. Мы видим, что по оси горизонтальной t сигнал имеет только определенные дискретные значения, в то время, как по вертикальной оси Х сигналы могут принимать любые значения.

г) дискретный по уровню и во времени сигнал. В данном случае мы видим горизонтальные значения этого сигнала дискретны, и вертикальные тоже дискретны.

Информация может передаваться различным способом. Рассмотрим способы восприятия и передачи информации:

- Визуальная информация – передается видимыми образами и символами.

- Аудиальная – передается звуками.

- Тактильна – передается ощущениями.

- Органолептическая – передается запахами и вкусами.

- Машинная – выдается и воспринимается средствами вычислительной техники.

Соответственно мы можем рассмотреть несколько форм представления информации:

- знаковая, представляется в виде знаков

- текстовая, представлена некоторыми знаками, объединенными в текст

- звуковая

- графическая

- музыкальна

- числовая

- символьная

- макет(модель)

- комбинированная и т.д.

В информатике очень большую роль играет знаковая информация и она может принимать и отображаться в следующих видах:

- символьная- отображается в виде текста, чисел, специальных символов (текст учебников)

- графическая (географическая карта)

- табличная (таблица записи хода физического элемента).

Рассмотрим понятие язык, как знаковая система. Для обмена информацией человек использует естественные языки (например, русский, английский, китайский). В основе любого языка лежит алфавит-это набор символов, которые человек различает по начертанию. Последовательность символов алфавита, в соответствии с правилами грамматики, образует объекты языка-слова, предложения, в которых объединяются слова и которые имеют определенный способ написания, называется синтаксисом. И наряду с естественными языками, конечно же существуют языки, которые разрабатываются специалистами для общения с различными устройствами. Это формальные языки.

Язык- это определенная знаковая система представления информации.

Естественные языки- это разговорные языки в устной и письменной форме. В некоторых случаях разговорную речь могут заменить языки мимики и жестов, язык специальных знаков (язык нот, язык дорожных знаков и т.д.)

Формальные языки- это специальные языки для различных областей деятельности, которые характеризуются жестко зафиксированным алфавитом, более строгими правилами грамматики и синтаксиса. Это язык музыки, язык математики (цифры, символы, знаки), системы счисления, языки программирования и т.д.

Разные алфавиты обладают отличной или одинаковой изобразительной возможностью, т.е. с помощью одного алфавита можно представить всю информацию, представленную на другом алфавите. Например, мы можем переводить разные фразы с одного языка на другой. Как показывает практика, в различных языках различные алфавиты и различное количество символов в алфавите (мощность алфавита), несмотря на это мы можем с помощью различных языков передавать различную информацию. Что же будет, если мы начнем сокращать количество символов в алфавите? Например, будем использовать алфавит, состоящий из 10 символов, например, цифры от 0 до 9. Поменяется ли возможность передачи информации? Очевидно, нет. Если мы будем дальше сокращать алфавит и перейдем к такому, у которого будет только 2 символа – 0 и 1. Поменяется ли возможность передачи информации? Ответ – нет. Именно таким способом передается информация, т.е. информация преобразуется из одного алфавита в другой – это и есть один из способов кодирования. На основании алфавита, связанного с 0 и 1 можно передавать любую информацию.

Рассмотрим вопросы хранения информации. Безусловно, информация должна храниться в определенном виде и на определенных носителях.

Носители информации- среда или физическое тело для передачи, хранения и воспроизведения информации. Например, световые, звуковые, электрические, тепловые сигналы; магнитные, лазерные диски; также самая бумага, настенная живопись и т.д. Это все можно рассматривать как носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной. Рассмотрим некоторые способы и виды хранения информации:

- молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию

- фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация

- микросхемы памяти и т.д.

Перейдем к вопросу о кодировании информации. Для этого рассмотрим два определения кодирования информации. С одной стороны: кодирование- это преобразование информации из одной формы в другую. С другой стороны кодирование- это процесс представления информации в виде кода. В дальнейшем это определение мы будем понимать под кодированием.

Система — кодирования- это совокупность правил кодового обозначения объектов.

Код характеризуется двумя важнейшими параметрами: прежде всего -длинной- число позиций в коде

- структурой- порядок расположения в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.

Процедура присвоения кодового значения носит название- кодирование.

Можно выделить 2 группы методов, используемых в системе кодирования, которые образуют: классификационную и регистрационную систему кодирования.

Обратимся к рисунку. (Рис2)

Мы видим, что классификационная система кодирования бывает последовательная (для иерархической классификации) и параллельной (для фасетной классификации). Регистрационная система кодирования бывает порядковая и серийно-порядковая.

Рассмотрим более подробно классификационную систему кодирования. Для организации кодирования по этому способу необходимо сначала записать код одной из группировок, которая реализует верхний уровень иерархии кодирования, затем код группировки второго уровня, третьего и т.д. В результате получится кодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике каждой группы на каждом уровне иерархического кодирования.

Последовательная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками что и иерархическая система классификации.

Приведем пример(рис3)

Пусть имеется следующая иерархическая структура в состав которой входят факультеты, группы и конкретные студенты. Приведем следующую классификацию: первый разряд мы выделим для классификации факультета и будем иметь ряд значений: 1-экономический, 2-цифровых систем и т.д. Далее мы выделим второй разряд для классификации возраста: 1-до 20 лет, 2- от 20 до 30, 3- свыше 30лет. Третий разряд выделим для обозначения пола студента: 1-мужской, 2-женский. Четвертый разряд для классификации наличия детей: 1-есть дети, 2- нет детей, 0-для мужчин, т.к. подобная информация для мужчин в данном случае не требуется. Таким образом мы можем закодировать число 1310- студенты экономического факультета, свыше 30 лет, мужчины или 2221- студенты факультета цифровых систем, от 20 до 30 лет, женщины, имеющие детей.

Параллельное кодирование осуществляется по аналогичной схеме и основано на системе фасетной классификации. Фасетная это классификация при которой определенному набору кодов выставляется определенный фасет. Это некоторая группа символов, которая позволяет определить свойства этого объекта. Для примера фасетной классификации и соответствующего кодирования можно обратиться к рисунку. (Рис4)

В процессе преобразования информации из одной формы в другую существует множество способов кодирования.

В информатике различают три основных способа кодирования текста:

1. графический- с помощью спец. рисунков ил значков

2. числовой- с помощью чисел

3. символьный- с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Символьный способ кодирования очень широко применяется в информатике, поэтому рассмотрим двоичное кодирование текстовой информации. Для двоичного кодирования текстовой информации используются определенные методы, например, представим себе, что алфавит состоит из двух символов: А и Б. В этом случае нам достаточно всего лишь одного двоичного разряда: 0-А, 1-Б. Расширим алфавит, пусть в нем будет четыре символа. В этом случае получается два разряда и мы можем с помощью этих двух разрядов закодировать четыре символа: А-00, Б-01, В-10, Г-11. Если дальше развивать эту идею, то мы можем прийти к простой формуле [log2N]+1

где [X]- целая часть числа,

N- Количество букв в алфавите.

Если мы рассмотрим 1байт, в котором содержится 8 бит, то можно просчитать, что 1байт может закодировать 256 символов. Именно это свойство используется при кодировании двоичной информации. 256 символов и 1 байт — это то число, которое было впервые использовано для кодирования текстовой информации. Впервые это было отражено в таблице для кодов ASCII. Эта таблица представляет собой символы в числе которых символы латинского алфавита, цифровые символы, знаки препинания, математические символы и символы национальных алфавитов. Международный стандарт ASCII был использован впервые в 70х годах и использовал 7 бит. Далее был расширен до 8 бита и мы можем посмотреть, как кодируется информация по этой таблице. (Рис5)

Мы видим столбцы от 0 до F-это шестнадцатеричная система счисления и внутри каждого столбца имеются строки, также от 0 до F. Посмотрим на нулевую строку и столбец 7, мы видим большую точку-это некоторый специальный символ. А если мы посмотрим на 4 строку, то увидим символ А, соответственно код этого символа в шестнадцатеричной системе 14, а в 10ой-65. Это мы видим в табличке. Эта кодировка использовалась достаточно долго и до настоящего времени. Если мы используем эту кодировку для кодирования слова COMPUTER, то каждый символ будет иметь соответствующий код, а если эти коды перевести в двоичную систему счисления, мы получим соответствующее сообщение, длинной в 64 символа.

Существуют и другие способы кодирования, другие таблицы кодирования:

-альтернативная кодовая таблица CP-866

-международный стандарт ISO 8859

- кодовая таблица фирмы Microsoft CP-1251

- кодовая таблица для операционных систем Unix KOI 8-R и т.д.

В связи с этим в различных операционных системах, компьютерных программах кодирование текста информации может быть различным. Если файл был создан в одной операционной системе, то без дополнительных программ декодирования вы не сможете прочитать файл на другой операционной системе. В связи с тем, что 256 символов не могут поместить все символы национальных алфавитов (иероглифы, кириллица и т.д.) был разработан новый стандарт- Unicode. Его несколько версий, последняя- 4. Это универсальная таблица для кодирования национальных алфавитов. В этом стандарте принято, что есть определенные диапазоны, которые соответствуют различным национальным кодировкам. Например:

1. Диапазон 00-7F соответствует стандартной кодировке ASCII и состоит из двух частей: - 00-1F (первые 32 [дес] кода) занят неотображаемыми управляющими кодами, большинство из которых уже вышли из употребления. – 20-7F занят самыми распространенными знаками пунктуации, цифрами и буквами латинского языка.

2. Диапазон 80-FF, по кодам совпадающий с расширением ASCII, состоит из двух частей: -80-9F занят неотображаемыми управляющими кодами, по аналогии с первыми 32[дес] кодами стандартной кодировки ASCII и не повторяет кодировку CP- 1251(именно поэтому нельзя использовать все коды из этого диапазона. Все символы отсюда можно найти под другими кодами)

-диапазон AO-FF соответствует тому же диапазону расширения ASCII (в него включены почти все символы, употребляющиеся в письменности западноевропейских языков)

3. Коды свыше 10FFFF в 4 версии Unicode еще не задействованы.

Давайте посмотрим как выглядит фрагмент таблицы диапазонов Unicode 4. Вы видите, что диапазон с 0400по04FF это кириллица. Здесь также есть арабское письмо, сирийское письмо, бенгальское и т.д. Безусловно это часть таблицы диапазонов. В связи с тем что Unicode имеет 2 байта для кодирования, то получается, что около 32000 символов можно закодировать таблицей Unicode. Эта таблица постепенно начинает вытеснять другие таблицы кодирования. Возьмем фрагмент таблицы кодирования Unicode 4. Диапазон 0400-04FF- Кириллица. Мы видим, что код 410 это А, 411-Б и т.д.

Кодирование графической информации. Графическая информация содержит в себе несколько значений, прежде всего- цвет, интенсивность этого цвета. И если мы говорим о том, каким образом эта информация отображается на экране, еще нужна информация о координатах, которые позволяют определить, где конкретно точка или рисунок должен быть изображен. Оставим пока в стороне координаты, представим, что нам необходимо 16 различных цветов. Для хранения 16 различных цветов мы берем двоичный логарифм 16 и получаем 4 разряда. Это значит, что достаточно 4 разряда двоичных, чтобы сохранить информацию о цвете на экране.

Представим себе, что мы хотим хранить графическую картинку в небольшом расширении 800х600 пикселей, т.е. количество точек на экране 800х600. Давайте посчитаем какой для этого нам понадобится объем памяти.

V=800*600*log216=480000*4/8/1024 Кбайт=234,375 Кбайт ≈235 Кбайт. Это такая информация, необходимая для 16ти цветового хранения информации. Этот пример был для того, чтобы понять, как хранится графическая информация. Рассмотрим современные компьютеры. На них разрешающая способность экрана как правило 1280х1024 с глубиной цвета 32бита. Теперь если мы пересчитаем объем памяти, то увидим:

V= 1280*1024*32 бита=1280*1024*32/8 байт=1280*1024*4/1024 Кбайт=5120 Кбайт=5120/1024 Мбайт=5 Мбайт видеопамяти.

Кодирование звуковой информации. Для звуковой информации необходимо помнить, что звук отображается в виде изменения сигнала колебания по частоте. Для того чтобы измерить и более точно передать цифровую информацию нужно проводить как можно больше измерений. Мы можем представить некоторую синусоиду и чем чаще мы измеряем ее значения, тем более качественное хранение и кодирование информации мы получим. Практика показывает, что количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. Таким образом мы можем попытаться рассчитать какой объем стерео аудиофайла длительностью звучания 1сек. при высоком качестве звука (16 бит, 48кГц). Для этого количество бит на одну выборку надо умножить на количество выборок в 1 сек. и умножить на 2:

16 бит*48000*2=1536000 бит= 192000байт≈187,5 Кбайт.

Системы передачи информации. Информация передается с помощью сигналов и существуют определенные технологии для передачи информации. Наиболее простая из известных система передачи информации представлена на слайде. (Рис6)

Есть источник информации, есть передатчик информации, канал передачи, приемник и потребитель. Между ними циркулирует общение и сигнал. Давайте более детально рассмотрим эту схему и представим себе как различные устройства обмениваются между собой информацией. Источник информации- некоторое устройство или человек, который обладает информацией и хочет ее передать потребителю. Соответственно потребитель — это либо другой человек, либо другое устройство, получающее информацию. Источник информации формирует сообщение (если между людьми, то языковая форма). Оно может быть написано на бумаге, сохранено на носителе, может быть передано устно. В любом случае существует передатчик информации, основная задача которого разбить сообщение на сигналы и передать их через канал передач. Таким образом, передатчик — это некоторое устройство, которое преобразует сообщения в сигналы и передает каналу передач. Если говорить о человеке, как источнике информации, то при устной речи передатчиком является язык, с помощью которого формируются сигналы. Канал передачи –это физическая среда, по которой передается сигнал, если говорить о технических устройствах, каналом может являться кабельный канал, кабель витая пара, волоконный, либо какой-то радио канал, например, канал Bluetooth, спутниковый и т.д. Если говорить о человеческом канале передач, то им может являться среда, окружающая человека. Сигнал, проходя через канал связи, попадает в приемник-это устройство, которое может разобрать эти сигналы и из них опять сформировать сообщение, которое будет передано потребителю информации. Таким образом, системы передачи данных достаточно просты в своем общем виде, но реализация этих устройств — это тяжелый труд.

Рассмотрим более детально систему передачи данных. Ее структура представлена на рисунке. (Рис7)

На этом рисунке обозначены: прикладной процесс (ПП), оборудование обработки данных (ООД), аппаратура передачи данных (АПД), линия связи. Давайте детально рассмотрим как работает система передачи данных в этом случае. Инициатором процесса передачи данных в этом случае является прикладной процесс- это некоторое приложение конечного пользователя, которое реализовано в прикладной программе. ПП, как правило работает с базами данных (БД), с информацией которая хранится на внешних носителях. Этот ПП формирует информацию и пытается передать ее потребителю. Для этого ПП использует ООД. Это оборудование, подключаемое к сети передачи данных или вычислительной сети и обеспечивающее пользователей сети стандартным интерфейсом. ООД также называют оконечным оборудованием данных, в качестве ООД могут выступать любые ЭВМ, может быть какая-то рабочая станция, сервер, терминал для ввода-вывода информации (банковский терминал). Итак, ОДД, получая информацию от ПП, формирует определенную информацию, эта информация должна физически быть передана на линию связи. Для преобразований этой информации в физический вид, т.е. в виде определенных физических последовательностей сигналов используется аппаратура передачи данных (АПД)-это устройство в составе рабочей станции для передачи данных, обеспечивающее преобразование и кодирование сигналов между ООД и линией связи. Примерами АПД может служить модем, который принимает и передает информацию по телефонным сетям или сетевой адаптер (сетевая карта) это устройство, преобразующее сигнал в электрический вид и передает их по кабельной системе для обработки данных приемником информации. Таким образом, по линии связи циркулирует информация между АПД, источником информации и АПД2. Далее начинается обратный процесс. АПД2 на стороне приемника информации преобразует сигнал в вид понятный ООД2 и далее информация попадает в ПП(Б1), который работает с носителями информации(БД). Таким образом, основная функция системы передачи данных заключается в том, чтобы связать ООД и обеспечить обмен данными между ними, а так же резервирование данных в случае отказа какого-либо оборудования. В последнее время системы передачи данных включают в себя множество дополнительных функций и возможностей. С точки зрения пользователя на этом рисунке важна логическая связь, т.е. пользователь не вникает в то, как информация циркулирует, каким образом она кодируется, шифруется, передается. На этом рисунке логическая связь подразумевает передачу определенной информации от источника к приемнику.

Рассмотрим далее характеристики каналов связи. В частности, довольно широко в наше время в локальных сетях применяются проводные каналы связи. Рассмотрим их характеристики. В настоящее время при построении локальных сетей достаточно широко используются линии связи на основе проводников (проводные линии связи). Такие линии связи стандартизированы и обычно называются структурированной кабельной проводкой или кабельной системой.

Кабельные системы различают по следующим характеристикам:

- внешнему виду

- назначению

- техническим характеристикам

- цене

Для того, чтобы оценит тот или иной канал передачи данных используют следующие характеристики кабельной системы:

1. Скорость передачи данных

2. Стоимость кабельной системы

3. Максимальная длина

4. Надежность

5. Простота монтажа и установки

6. Технологичность в обслуживании

Рассмотрим 3 основных вида кабельных систем на основе проводных линий:

- кабельная система на основе коаксиального кабеля

- кабельная система на основе витой пары

- кабельная система на основе оптоволокна

Перейдем к более подробному рассмотрению этих кабельных систем.

Кабельная система на основе коаксиального кабеля. Коаксиальный кабель (КК)-это электрический кабель, в котором центральный провод окружен изоляцией и металлическим экраном. Бывает одножильным и многожильным, в зависимости от количества медных жил в центральном проводе, кроме того различают коаксиальный кабель по диаметру центрального провода на категории: толстый, средний и тонкий. В зависимости от диаметра центрального провода изменяется волновое сопротивление. Эта характеристика определяет, как быстро будет затухать сигнал, предаваемый по кабелю и чем больше волновое сопротивление, тем быстрее затухает сигнал и тем меньше расстояние, на которое этот сигнал может быть передан. Самое маленькое волновое сопротивление у толстого коаксиального кабеля. Как среда передачи данных этот кабель применяется в телевизионной, бытовой технике, а также при реализации вычислительных систем. Коаксиальный кабель обеспечивает скорость от 1 до 10 Мбит/с. Некоторые кабельные системы на основе толстого КК могут обеспечивать скорость от 1 до 2 Гбит/с при расстоянии до 1км и имеют достаточно высокую защищенность, что обеспечивает высокую надежность передачи информации. Стоимость таких систем достаточно дешевая. Толстый КК может использоваться для прокладки линий на большие расстояния (до10-15км). Следует отметить, что КК это первое средство, которое использовалось для передачи информации. В настоящее время КК используется достаточно широко, но КК вытесняется другими более технологичными кабельными системами оптоволокна и витой пары.

Кабельная система на основе витой пары. Витая пара –это кабельная система, у которой два или более проводов скручено с определенным количеством витков на единицу длины. На данном рисунке таких пар 4. (рис8)

В физической реализации витых пар может быть и больше. Как и в КК есть металлический экран он уменьшает количество помех и увеличивает радиус действия такой кабельной системы. В настоящее время используется экранированная витая пара. Скорость передачи данных до 100 Мбит/с при оптимальной длине кабеля до 200м. Для расширения радиуса сети используется дополнительное устройства- повторители, концентраторы, маршрутизаторы. С увеличением длины кабеля скорость и надежность существенно падают. Стоимость кабельной системы на основе витой пары низкая, но дороже чем кабельная система на основе КК. Монтаж и установка проста. В настоящее время витая пара используется практически повсеместно и вытеснила практически КК.

Кабельная система на основе оптоволокна.

Оптоволокно- это кабельная система, состоящая из электронно-оптического волокна, выполненного в виде специальных кварцевых нитей. В линиях связи на основе оптоволокна применяются электромагнитные волны оптического диапазона. Видимое оптическое излучение лежит в диапазоне волн 380…760 нм. Практическое применение в оптических волокнах получил инфракрасный диапазон, т.е. излучение с длиной волны боле 760нм. Принцип распространения оптического излучения вдоль оптоволокна основан на отражении от границы сред с разными показателям преломления. Посмотрим на рисунок, (рис9)

Мы видим, что передатчик по двухслойному оптоволокну передает соответствующий сигнал в виде оптического луча. Этот луч отражается от стенок оптоволокна под различным углом и в конечном счете попадает в приемник. Оптоволокно изготавливается из кварцевого стекла в виде цилиндров с совмещенными осями и различными коэффициентами преломления. Внутренний цилиндр называется сердцевиной ОВ, а внешний слой- оболочкой ОВ. Если мы продолжим исследовать этот рисунок, то можно прийти к такому выводу: если мы постепенно будем сужать диаметр ОВ, то угол преломления будет все ближе и ближе к горизонтальному, если диаметр ОВ становится близким к нулю, то видно, что лучик пойдет практически по прямой и т.о. можно говорить о том, что при уменьшении диаметра ОВ скорость передачи будет возрастать. Возвращаясь к рисунку, видно, что лучик можно послать под любым углом и под таким же углом он перейдет к передатчику. Пущенный таким образом лучик можно отслеживать по величине угла. В ОВ может быть одновременно несколько лучиков, которые передают различную информацию. Такие ОВ кабели называются многомодовыми, а про каждый луч говорят, что он обладает некоторой модой. Когда мы говорим об уменьшении диаметра ОВ, то речь о том, что множество лучей может быть пущен в такой ОВ не идет. Такой кабель называется одномодовым (луч практически без отражения движется по ОВ). ОВ стоит дороже, но оно имеет большую пропускную способность передачи информации. Современные одномодовые волоконные линии могут передавать данные со скоростью в несколько гигабит в секунду на расстояния до 30км. В исследовательских лабораториях существенно выше, это говорит о том, что в ближайшее время на рынках мы получи более скоростные ОВ и информацию можно передавать на большее расстояние. Например, эксперименты показали, что с помощью лазеров возможна передача данных по волокну длинной 100км без повторителей, т.е. 100км сигнал не теряет своей характеристики, хотя скорость при этом немного падает. Технологически в центре отдельной ОВ жилы располагается стеклянная сердцевина, по которой распространяется свет. В многомодовом стекловолокне диаметр сердечника составляет около 50 микрон, что ≈ толщине человеческого волоса, в одномодовом еще меньше- от 8 до 10 микрон. Сердечник окружен оболочкой из стекла с более низким, чем у сердечника коэффициентом преломления для предотвращения выхода света из сердечника. Вокруг располагается пластиковая оболочка для защиты остекления. ОВ жилы обычно группируются в пучки, защищенные внешней оболочкой. В центре такого кабеля присутствует силовой элемент, защищенный диэлектриком. Силовой элемент предназначен для того, чтобы ОВ кабель не ломался, он придает упругость и жесткость соответствующему кабелю. Часто силовой кабель используется для прокладки кабеля по туннелю. Волоконно-оптические кабельные системы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с линиями связи на основе металла: