Un signal numérique est un moyen de transmettre des données qui convertit les données en valeurs discrètes, généralement basées sur le code binaire sur lequel fonctionnent les systèmes informatiques, qui consiste en des paquets d’informations codés sous forme de chaînes de uns et de zéros. L’utilisation de la signalisation numérique permet une copie précise et presque identique de certains types d’informations comme les chiffres, les lettres ou les couleurs des pixels individuels qui composent les images, et ces informations peuvent être stockées sans dégradation à long terme de leur qualité. Cependant, lorsque la conversion de signal numérique se produit à partir de ce qui est à l’origine un signal analogique, comme avec de la musique ou d’autres formes d’ondes naturelles, le résultat final n’est qu’une approximation du signal analogique d’origine et une certaine qualité au format numérique peut être perdue.
Alors que les signaux analogiques sont basés sur des processus naturels qui utilisent les formes d’ondes électromagnétiques par lesquelles l’électricité et la lumière sont transmises, le traitement du signal numérique nécessite un convertisseur de signal numérique. Un modulateur-démodulateur (modem) est un tel dispositif. Il reçoit des signaux analogiques provenant de transmissions par ondes hertziennes ou de lignes téléphoniques, et les convertit en signaux numériques qu’un ordinateur ou une télévision numérique moderne peut afficher en tant qu’informations utiles.
La transmission de signaux analogiques est une forme courante de transmission dans la technologie depuis les années 1800, mais, en 2007, on estime que plus de 94 % des informations stockées et transmises sont devenues numériques dans le monde. Cela représente une augmentation par rapport aux 3 % seulement pour le stockage numérique en 1993, et les raisons invoquées pour passer aux transmissions de signaux numériques sont souvent l’une des raisons de la capacité et du bruit. Les signaux analogiques ne peuvent être transmis que dans une plage définie pour les longueurs d’onde et, lorsque le signal atteint l’extérieur de cette plage ou est perturbé par d’autres signaux analogiques sur des longueurs d’onde similaires, des distorsions et du bruit peuvent dégrader la valeur du signal.
Étant donné que les signaux numériques sont basés sur un principe de transmission marche/arrêt discret, ils sont beaucoup moins susceptibles d’être corrompus sur de longues distances. Un signal numérique peut également être divisé en paquets d’informations séparés appelés octets informatiques et envoyé individuellement à une destination où ils sont réassemblés. Cela permet un moyen beaucoup plus efficace de transmettre des données sur des réseaux aléatoires tels que celui d’Internet, et cela augmente également la vitesse de transmission des données dans l’ensemble.
L’un des principaux inconvénients d’un signal de télévision numérique ou d’un signal de câble numérique, par exemple, est qu’il s’agit d’une reproduction artificielle des données d’origine, alors qu’un signal analogique est au départ une copie exacte de l’original. Lorsqu’un signal numérique est traduit par plusieurs appareils, codé en analogique et décodé en numérique, et réassemblé au point final, la qualité de la reproduction peut être perdue. Cela est dû au fait que les signaux numériques sont souvent des copies de copies de copies, et, dans le processus, des approximations doivent être faites par la technologie pour reproduire ce qu’était le signal original. Les transmissions numériques sans fil peuvent également être corrompues par d’autres activités sans fil dans la zone ou par des signaux radio qui interfèrent avec elles, bien que cela ait tendance à être moins problématique que la corruption de signal dans les transmissions analogiques sans fil.