Comment les diffuseurs convertissent-ils le signal analogique en signal numérique?

À la fin du XXe siècle, de nombreux pays ont commencé à convertir les émissions audio et vidéo, ou le son et les images, de la technologie des signaux analogiques en signaux numériques. Les émissions analogiques traditionnelles, utilisées pour les émissions de radio et de télévision depuis le début du XXe siècle, utilisaient un signal continu ressemblant à des ondes passant sur l'eau. Le traitement du signal analogique-numérique est devenu possible avec une technologie appelée échantillonnage, qui convertissait les ondes du signal en une série de nombres.

L'échantillonnage d'un signal analogique peut être décrit comme prenant plusieurs instantanés répétés de la vague et convertissant chaque instantané en un signal numérique en utilisant une série de zéros et de uns, appelés nombres binaires. Les numéros résultants ont été transmis en diffusion et reconvertis en signaux analogiques par la télévision ou la radio. La programmation numérique pouvait être transmise par un signal analogique, ce que certains pays faisaient à la fin du 20e siècle. L'utilisation d'un signal de nombres binaires entièrement compressé était un avantage en raison de la quantité d'informations pouvant être envoyées sur une plage de fréquences beaucoup plus réduite, ou bande passante.

La compression numérique utilisait différentes technologies, mais un système de compression typique prenait chaque image, ou un seul instantané d’une émission, et la convertissait d’un signal analogique à un signal numérique. Le système a examiné l'image suivante et l'a comparée à la précédente. Seules les parties de l'image qui ont changé, telles qu'un objet en mouvement ou une couleur changeante, ont été transmises. Ce processus s'est répété continuellement; puisque seuls les changements d'image ont été transmis, il a fallu beaucoup moins de données.

Un échantillonnage adéquat et une correction d'erreur, une technique utilisée pour éliminer les valeurs numériques qui ne correspondaient pas au signal, étaient tous deux nécessaires pour réussir un signal analogique-numérique. Des erreurs peuvent survenir du bruit de signal aléatoire survenu pendant la transmission et un logiciel a été développé pour vérifier le signal, technique également utilisée sur les disques compacts pour éliminer les erreurs de signal dues aux rayures ou à l’âge. Les signaux de radiodiffusion numérique constituaient un avantage pour les entreprises qui créent des programmes, et ce pour plusieurs raisons. Dans de nombreux pays, les largeurs de bande des signaux de radio et de télévision, ou les fréquences disponibles pour la radiodiffusion, étaient limitées; les émissions devaient concurrencer les fréquences utilisées pour les services d’urgence, les signaux téléphoniques et radio sans fil et bien d’autres utilisations. La conversion d'émissions de signaux analogiques en signaux numériques, associée à la compression de données, a permis aux radiodiffuseurs d'envoyer plus d'informations et une meilleure vidéo sur les mêmes fréquences.

La fin du 20ème siècle a amené un intérêt pour la télévision haute définition (HD) afin d'améliorer la qualité de l'image diffusée. Les radiodiffuseurs peuvent envoyer plus de données par signal numérique que par analogique, ce qui a entraîné des améliorations de la HD en même temps que le numérique. L'ajout de la compression du signal, qui permettait d'envoyer un signal de densité supérieure, améliorait encore la qualité du signal avec les largeurs de bande existantes.

La croissance des communications sur Internet est devenue un marché en pleine croissance pour la radiodiffusion numérique, car les signaux étaient facilement envoyés aux téléspectateurs par le biais des connexions à haut débit existantes. Les films à la demande, la radio Internet et d'autres marchés se sont développés au début du 21e siècle, tirant tous parti des signaux numériques, profitant aux radiodiffuseurs et offrant beaucoup plus de choix aux consommateurs. Les clients des régions éloignées ont tiré parti de la programmation numérique. Les signaux de télévision analogiques sont devenus plus faibles à mesure que l’antenne de réception s’éloignait de la tour de transmission. Un téléviseur numérique reconvertit les valeurs en une image de haute qualité tant que le signal peut être reçu. Les clients distants peuvent voir sur un téléviseur la même image qu'un client local, car la distance ne dégrade pas l'image.