Pri prenose na veľké vzdialenosti je problém preniesť taký skokový signál, ako sa používa pri digitálnom prenose, lebo sa začínajú zaobľovať hrany tohto signálu. Pre elektromagnetické žiarenie je prirodzené šírenie vlnami v tvare sínusoidy. Pri modulovanom prenose sa využíva nosná harmonická elektromagnetická vlna, ktorej zmena predstavuje zmenu signálu. Túto zmenu u odosielateľa realizuje na základe prenášaných dát zariadenie nazývané modulátor a u príjemcu extrahuje digitálne dáta zariadenie zvané demodulátor. Kombinované zariadenie obsahujúce modulátor aj demodulátor sa nazýva modem.
Nosnú elektromagnetickú vlnu môžeme modifikovať troma spôsobmi. Môžeme meniť amplitúdu, frekvenciu a fázový posun. Pri amplitúdovej modulácii meníme silu signálu, pri frekvenčnej modulácii meníme frekvenciu signálu a pri fázovom posune začiatok sínusoidy tejto vlny. Fázový posun sa realizuje viacerými generátormi harmonickej vlny s posunom začiatku vlny.
Amplitúdová modulácia je citlivá na zoslabovanie signálu na väčšie vzdialenosti, frekvenčná modulácia je citlivá na interferencie s inými elektromagnetickými žiareniami v prostredí. Fázová modulácia je najodolnejšia voči nepriaznivým vplyvom na prenosový kanál.
Pri prenose telefónnymi drôtmi sa realizuje kombinácia všetkých troch zmien nosnej harmonickej vlny. Ak použijeme napríklad 3 rôzne amplitúdy, 4 rôzne frekvencie a 8 rôznych fáz, tak ich kombináciou vieme odhaliť 3*4*8= 96 rôznych stavov. To znamená, že jednou kombinovanou zmenou viem preniesť viac ako jeden bit. V prípade, že by sme mali týchto 96 rôznych stavov a z nich využili 64=26, tak zakódujeme jednou kombinovanou zmenou signálu 6 bitov. V tomto prípade je prenosová rýchlosť (počet bitov za sekundu) väčšia ako modulačná (počet čítaní signálu za sekundu).
6.3.1 Zvyšovanie prenosovej rýchlosti
Vidíme, že zväčšením počtu stavov môžeme zväčšiť prenosovú rýchlosť. To prirodzene evokuje otázku, dokedy sa dá zvyšovať prenosová rýchlosť. Existujú nejaké teoretické limity?
Prvým spôsobom je zväčšovanie modulačnej rýchlosti (počet čítaní za sekundu), ktorá následne priamo úmerne zvýši aj prenosovú rýchlosť. Zvyšovanie modulačnej rýchlosti však priamo závisí od šírky pásma. Šírka pásma je rozsah (veľkosť intervalu) frekvencií, v ktorom sa vysiela. Podľa Nyquistovho zákona platí, že modulačná rýchlosť nesmie byť väčšia ako dvojnásobok šírky pásma. Ak máme úzke pásmo, nemôžeme často robiť zmeny/moduláciu. To, aký rozsah frekvencií môžeme použiť, je dané charakterom prenosového média. Rôzne typy drôtov dokážu kvalitne preniesť rôzne rozsahy frekvencií.
Druhým spôsobom zväčšovania prenosovej rýchlosti je zväčšenie počtu stavov. Ich počet sa však tiež nemôže zvyšovať do nekonečna, keďže jemné rozdiely medzi stavmi sú šumom (interferenciami) a zoslabovaním signálu nerozlíšiteľné. O hornom ohraničení prenosovej rýchlosti v závislosti od šírky pásma, sily signálu a sily šumu hovorí Shannonova veta:
6.3.2 Technológia ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
Klasické telefónne drôty sú stavané na istú kvalitu drôtu (vysoký odstup sily signálu od sily šumu). Táto kvalita pri vyšších frekvenciách ako 3400 Hz klesá, ale neklesá veľmi rýchlo. Technológia ADSL využíva vyššie frekvenčné pásma až do vyše 1000 kHz s nižšou kvalitou prenosu. Táto technológia prenecháva frekvencie 300 – 3400 Hz na analógový prenos hlasu a frekvencie nad 4000 Hz využíva na sieťovú komunikáciu. Tieto vyššie frekvencie sú rozdelené do viacerých podpásiem, v ktorých sa používajú rôzne spôsoby modulácie vzhľadom na aktuálnu kvalitu prenosu v danom podpásme. Táto kvalita závisí od rôznych šumov prostredia aj od sily signálu (vzdialenosti od telefónnej ústredne). Prenosové pásmo na sieťovú komunikáciu je asymetricky (z toho je A v názve ADSL) rozdelené na upstream a downstream, pričom downstream má týmto umožnené väčšie prenosové rýchlosti. Zároveň sa týmto rozdelením zabezpečil úplný duplex.
6.3.3 Porovnanie digitálneho a analógového prenosu
Analógový prenos využíva moduláciu harmonickej (sínusoidovej) elektromagnetickej vlny a využíva na to nízke frekvencie. Pri analógovom prenose zisťujeme konkrétnu hodnotu meranej veličiny (frekvencia, amplitúda, fázový posun). Pri relatívne malej zmene vplyvom šumu alebo útlmu môže dôjsť k zlej interpretácii stavu, čo spôsobí skreslenie informácie.
Digitálny prenos sa realizuje skokovými zmenami signálu. Zisťujeme, či meraná veličina (napätie, prúd, intenzita svetla,…) reprezentuje niektorý z mála stavov – hodnôt signálu. To umožňuje napríklad pri malej zmene hodnoty meranej veličiny (napr. pri útlme) stále správne určiť, ktorý z malého počtu stavov (napr. dvoch) bol použitý. Zisťujeme, či hodnota je z nejakého intervalu, a tak môžeme dosiahnuť ideálny stav prenosu bez akéhokoľvek skreslenia pôvodnej informácie.