发送端将模拟信号通过解码器变换为数字信号，然后在接收端将收到的数字信号用解码器还原成模拟信号。

对数据进行编码以提高数据传输的效率，实现通信双方的信号同步。

模拟信号是传导能量的一种方式，例如声波通过振动空气来传播。一个音调和音量变化的声波，可以在纸张上被映射出来。

电话机是一个将模拟声波转变为相应电气信号的转换设备。在电话或音频系统的接收端，接收到说话人振动信号的振幅(音量)和音调。音调反映扭波的振动频率。频率通常用每秒的周期数(cps)或赫兹(Hz)来测量。一赫兹是一个cps。1kHz(千赫)是1，000Hz，1MHz(兆赫)是1， 000kHz，1GHz是1，000MHz。人类可以听到的范围在20Hz到20，000Hz之间，并且这也是高保真音响设备的工作范围。

模拟波形可以是非常简单的，也可以是非常复杂的。由单一钢琴定音器产生的一个声波仅仅包括一个单一频率。一个复杂波形——例如人类的声音或管风琴的声音——包含了许多不同频率的组合。

电话系统使用模拟交换线路来进行音频通信。总的来说，在模拟线路上进行数据通信存在一些限制其有用性的问题。需要进行调制来将数字信号转变为模拟信号，并且由于音频线路的频带较窄，于是传输率就受到了限制。而且，模拟信号在长途中必须一级级放大，因而这些信号中的畸变也将放大。为一些需求传输大量信息的应用(例如图形处理和语音处理)需要超过模拟服务能力的更大带宽。

音频、视频、数据和其它“信息”，可以被编码成二进制数值，就可以被有效地传输，并且这些数值是以电脉冲的形式进行传输的。线缆中的电压是在高低状态之间进行变化的。因而，二进制1是通过产生一个正电压来传输的，而二进制0是通过产生一个负电压来传输的。数字服务可以比模拟服务提供更高的可靠性，特别是对于长途情况更是如此。如果这个信号需要放大，数字信号只需要简单地再生就行了。与此相反，模拟信号在长途情况下需要一级级放大，而且还会放大电缆中的各种噪音。

模/数转换，或叫数字化，是将现实世界中连续变化的波形转变成可以在计算机中存储和处理的数字信号的过程。这种模/数转换过程(通常称为脉码调制，PCM)包括对信号以固定时间间隔进行采样，并以二进制的形式采集它的振幅和频率信息。这个数值的精确性依赖于用于保存这个数值的位数。如果一个模拟波以每秒1000次的速度进行采样，就可以获得1，000个分离的数字数值用于存储或传输。当语音为了在数字线路上进行传输而进行转换时，它每秒被采样8，000次，并且每个采样样本被转换成8位二进制数值 于是一个数字化音频信道需要每秒64，000位的带宽。