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数据可分为模拟数据与数字数据两种。在通信系统中，表示模拟数据的信号称为模拟信号，表示数字数据的信号称为数字信号，二者可以相互转化。模拟信号在时间和幅度取值上都是连续的，其电平随时间连续变化，如下图所示。例如，语音是典型的模拟信号，其他由模拟传感器接收到的信号如温度、压力、流量等也是模拟信号。数字信号在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的，它一般是由二进制代码0、1组成的数字序列，如下图所示，如计算机中传送的是典型的数字信号。
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传统的电话通信信道是传输音频的模拟信道，无法直接传输计算机中的数字信号。为了利用现有的模拟线路传输数字信号，必须将数字信号转化为模拟信号，将这一过程称为调制（Modulation）。在另一端，接收到的模拟信号要还原成数字信号，这个过程称为解调（Demodulation）。通常由于数据的传输是双向的，因此，每端都需要调制和解调，这种设备称为调制解调器（Modem）。
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模拟信号的数字化需要3个步骤，即采样、量化和编码。采样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流，这样得到的数字信号可以通过电缆、光纤、微波干线、卫星通道等数字线路传输，在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，经过滤波又恢复成原来的模拟信号。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。
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