Un segnale digitale è un modo di trasmettere dati che converte i dati in valori discreti, solitamente basati sul codice binario su cui lavorano i sistemi informatici, che consiste in pacchetti di informazioni codificati come stringhe di uno e zero. L’utilizzo della segnalazione digitale consente una copia accurata e quasi identica di determinati tipi di informazioni come numeri, lettere o i singoli colori dei pixel che compongono le immagini e queste informazioni possono essere archiviate senza degrado a lungo termine della sua qualità. Laddove la conversione del segnale digitale avviene da quello che è originariamente un segnale analogico, tuttavia, come con la musica o altre forme d’onda naturali, il risultato finale è solo un’approssimazione del segnale analogico originale e una parte della qualità nel formato digitale potrebbe andare persa.
Mentre i segnali analogici si basano su processi naturali che utilizzano le forme d’onda elettromagnetiche mediante le quali vengono trasmesse elettricità e luce, l’elaborazione del segnale digitale richiede un convertitore di segnale digitale. Un modulatore-demodulatore (modem) è un tale dispositivo. Riceve segnali analogici dalle trasmissioni delle onde aeree o dalle linee telefoniche e li converte in segnali digitali che un computer o una moderna televisione digitale possono visualizzare come informazioni utili.
La trasmissione del segnale analogico è stata una forma comune di trasmissione nella tecnologia sin dal 1800, ma, a partire dal 2007, si stima che oltre il 94% delle informazioni memorizzate e trasmesse sia diventato digitale in tutto il mondo. Si tratta di un aumento rispetto al solo 3% per l’archiviazione digitale nel 1993 e le ragioni addotte per passare alle trasmissioni di segnali digitali sono spesso dovute alla capacità e al rumore. I segnali analogici possono essere trasmessi solo all’interno di un intervallo definito per le lunghezze d’onda e, quando il segnale si estende al di fuori di questo intervallo o viene interferito da altri segnali analogici con lunghezze d’onda simili, distorsioni e rumore possono degradare il valore del segnale.
Poiché i segnali digitali si basano su un principio di trasmissione on/off discreto, hanno una suscettibilità molto inferiore alla corruzione su lunghe distanze. Un segnale digitale può anche essere suddiviso in pacchetti separati di informazioni noti come byte di computer e inviati individualmente a una destinazione dove vengono riassemblati. Ciò consente un mezzo molto più efficiente di trasmissione dei dati lungo reti casuali come quella di Internet e aumenta anche la velocità di trasmissione dei dati nel complesso.
Uno dei principali svantaggi di un segnale TV digitale o di un segnale digitale via cavo, ad esempio, è che si tratta di una riproduzione artificiale dei dati originali, mentre un segnale analogico inizia come una copia esatta dell’originale. Poiché un segnale digitale viene tradotto da più dispositivi, codificato come analogico e decodificato come digitale e riassemblato alla fine, la qualità della riproduzione può andare persa. Ciò è dovuto al fatto che i segnali digitali sono spesso copie di copie di copie e, nel processo, la tecnologia deve fare approssimazioni per replicare ciò che era il segnale originale. Le trasmissioni digitali wireless possono anche essere danneggiate da altre attività wireless nell’area o da segnali radio che interferiscono con esse, sebbene ciò tenda a essere meno problematico rispetto alla corruzione del segnale nelle trasmissioni analogiche via etere.