Jak nadawcy konwertują sygnał analogowy na cyfrowy?
Pod koniec XX wieku wiele krajów zaczęło przekształcać transmisje audio i wideo lub dźwięk i obraz z technologii analogowej na cyfrową. Tradycyjne transmisje analogowe, używane w audycjach radiowych i telewizyjnych od początku XX wieku, wykorzystywały ciągły sygnał przypominający fale przepływające nad wodą. Przetwarzanie sygnału analogowo-cyfrowego stało się możliwe dzięki technologii zwanej próbkowaniem, która przekształciła fale sygnałowe w szereg liczb.
Próbkowanie sygnału analogowego można opisać jako pobieranie wielu powtarzanych migawek fali i konwertowanie każdej migawki na sygnał cyfrowy przy użyciu szeregu zer i jedynek, zwanych liczbami binarnymi. Otrzymane liczby były transmitowane jako transmisja i przekształcane z powrotem na sygnały analogowe przez telewizor lub radio. Programowanie cyfrowe można było przesyłać sygnałem analogowym, a niektóre kraje robiły to pod koniec XX wieku. Wykorzystanie w pełni skompresowanego sygnału liczb binarnych było zaletą ze względu na ilość informacji, które można wysłać w znacznie mniejszym zakresie częstotliwości lub szerokości pasma.
Kompresja cyfrowa wykorzystywała wiele różnych technologii, ale typowy system kompresji pobierał każdą klatkę lub pojedyncze zdjęcie transmisji i przekształcał ją z sygnału analogowego na cyfrowy. System spojrzał na następną klatkę i porównał ją z poprzednią. Przesyłane były tylko te części obrazu, które uległy zmianie, takie jak poruszający się obiekt lub zmieniający się kolor. Proces ten powtarzał się ciągle; ponieważ przesłano tylko zmiany w obrazie, wymagane było znacznie mniej danych.
Odpowiednie próbkowanie i korekcja błędów, technika stosowana do eliminacji wartości cyfrowych, które nie pasowały do sygnału, były potrzebne do pomyślnego przejścia sygnału analogowego na cyfrowy. Mogą wystąpić błędy związane z przypadkowym szumem sygnału, który wystąpił podczas transmisji, a oprogramowanie zostało opracowane w celu sprawdzenia sygnału, technika stosowana również w urządzeniach z płytami kompaktowymi (CD) w celu usunięcia błędów sygnału, które pojawiły się na podstawie zadrapań lub wieku. Cyfrowe sygnały telewizyjne były z wielu powodów zaletą dla firm tworzących programy. W wielu krajach pasma sygnałów radiowych i telewizyjnych lub częstotliwości dostępne do emisji były ograniczone; transmisje musiały konkurować z częstotliwościami wykorzystywanymi w służbach ratunkowych, bezprzewodowymi sygnałami telefonicznymi i radiowymi oraz wieloma innymi zastosowaniami. Konwersja sygnału analogowego na cyfrowy w połączeniu z kompresją danych umożliwiła nadawcom wysyłanie większej ilości informacji i lepszych filmów na tych samych częstotliwościach.
Koniec XX wieku przyniósł zainteresowanie telewizją wysokiej rozdzielczości (HD), aby zapewnić lepszą jakość obrazu. Nadawcy mogli wysyłać więcej danych sygnałem cyfrowym niż analogowym, co spowodowało poprawę jakości HD w tym samym czasie co cyfrowej. Dodanie kompresji sygnału, która pozwoliła na wysłanie sygnału o większej gęstości, dodatkowo poprawiła jakość sygnału przy istniejących szerokościach pasma.
Rozwój komunikacji internetowej stał się rozwijającym się rynkiem cyfrowej transmisji, ponieważ sygnały były łatwo wysyłane do widzów za pośrednictwem istniejących szybkich połączeń. Filmy na żądanie, radio internetowe i inne rynki rozszerzyły się na początku XXI wieku, wykorzystując sygnały cyfrowe, korzystając z usług nadawców i zapewniając konsumentom znacznie więcej możliwości wyboru. Klienci w odległych obszarach zyskali przewagę dzięki programowaniu cyfrowemu; analogowe sygnały telewizyjne osłabły, gdy antena odbiorcza przesunęła się dalej od wieży transmisyjnej. Telewizja cyfrowa konwertuje wartości z powrotem na obraz wysokiej jakości, o ile można odbierać sygnał. Zdalni klienci mogą zobaczyć ten sam obraz na telewizorze, który otrzyma klient lokalny, ponieważ odległość nie degraduje obrazu.