Первые шаги развития цифровой передачи связаны с развитием электрического телеграфа. Создателем первого телеграфного аппарата в 1832 году был известный русский учёный и дипломат П. Л. Шилинг. Бурному развитию телеграфной связи в те годы способствовали работы известных изобретателей и инженеров Б. С. Якоби, С. Морзе и Д. Юза, Ж.Э. Бодо. В эпоху многочисленных изобретателей телеграфных аппаратов американский учитель в школе глухонемых Александр Белл пытался применить телеграфные методы для осуществления контакта со своими учениками. Это ему не удалось сделать, однако ему удалось изобрести аналоговый телефон в 1876 голу, которым благодарное человечество пользуется более столетия.

Начиная приблизительно с 1880г. телефон начал доминировать как средство связи. Телефонная связь предусматривала передачу аналоговых сигналов; когда появился усилительный прибор в виде термоэлектронной лампы, он тоже оказался пригодным для обработки аналоговых сигналов. Развивающиеся сети связи в основном рассчитывались на осуществление аналоговой передачи, а цифровая передача (телеграфия) всё в большей степени приспосабливалась под характеристики этих сетей. К 1950 г. системы связи были полностью аналоговыми, за исключением телеграфных систем, работающих на длинных магистралях подводного кабеля и некоторых систем радиосвязи.

Необходимость передачи широкополосных телефонных сигналов чувствительных к искажениям, вызываемых ограничениями полосы частот в трактах передачи, стимулировала развитие цифровой передачи. Однако в то время было общепринятым мнение, что эти помехи не являются принципиальным ограничением и что качество передачи всегда может быть улучшено путём улучшения экранирования и применения более чувствительных детекторов. И лишь после 1920 г., когда появились ламповые усилители с большим коэффициентом усиления, начали понимать, что имеется некий основной уровень фоновых шумов, устранить которые нельзя никаким экранированием. Отрицательное влияние помех и шумом стало очевидным в случае простой амплитудной модуляции при передаче аналоговых сигналов. Проблемы, возникающие при сравнении преимуществ различных методов модуляции послужили стимулом к формированию новых идей в области основ электросвязи. Исследователи первоначальною этапа развития электросвязи 1832 -1880 гг. не придавали значения связи между спектром частот речевых сигналов и требуемой частотой дискретизации. Мысль о необходимости высокой частоты дискретизации впервые была сформулирована Майнером в 1903 г.

Он использовал высокоскоростной Коммутатор дня дискретизации телефонных сигналов с частотой 4 кГц и сообщил, что была передана разборчивая речь. Его работа явилась успешной демонстрацией амплитудно - импульсной модуляции (АИМ). Это было лишь незначительным шагом к цифровому кодированию телефонных сигналов, т.к. для получения цифрового сигнала требуется квантование и по времени, и по амплитуде. В 1924 г. изобретателем Р. Хайзингом была применена широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для повышения к.п.д. радиоусилителей. В 1928 г. американский учёный Найквист дал полное описание фундаментальной теории цифровой передачи. В русской литературе строгая формулировка возможности передачи непрерывного сигнала его дискретными отсчётами была обоснована академиком В.А. Котельниковым в 1933 г.

Решающие шаги в изобретении истинно цифрового кодирования аналоговых сигналов были сделаны А. Ривзом в период 1936 - 1937 гг. Его первым вкладом было открытие ещё одного вида модуляции (ВИМ), разновидностями которой являются фазо-импульсная (ФИМ) и частотно-импульсная модуляция (ЧИМ). Следует однако отметить, что телеграфный эквивалент ВИМ был в действительности разработан за 80 лет до этого в буквопечатающем телеграфе Юза. Следующим, важнейшим шагом было осознание Ривзом того факта, что квантование дискретных отсчетов аналогового параметра сигнала и представления его в виде двоичного кода, можно добиться высокой помехоустойчивости. Это заключение привело Ривза к изобретению импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Что касается европейских исследователей, то дальнейшее развитие техники ИКМ вскоре было прервано войной 1939 - 1945 г.г., в результате чего воплощение основных идей Ривза произошло в Америке.

В 1947 г. учёные Телефонных лабораторий фирмы "Белл" опубликовали первое сообщение о полностью работоспособной системе с ИКМ. Примерно в тоже время Делорен во Франции изобрел дельта-модуляцию. Этим перечнем охватывались практически все основные формы аналого-цифрового преобразования, и последующие исследования в основном касались схем второго порядка, содержащих комбинации основных подходов. Из них наиболее важным является дифференциальная импульсно - кодовая модуляция (ДИКМ), представляющая собой комбинацию ИКМ и дельта - модуляции, автором которой являлся Катлер. Проблемы, возникавшие при сравнении преимуществ различных методов модуляции, послужили стимулом к формированию новых идей в области основ связи и были рассмотрены Клодом Шенноном в его знаменитой работе по теории информации, опубликованной в 1948 г. Первая проблема, которая была решена К.Шенноном - это количественное измерение информации. Математическое выражение Шеннона для содержания информации в сообщении из "n" символов.

Где: p₁ - вероятность передачи символа.

Таким образом, содержание информации в символе i обратно пропорционально вероятности его передачи.

Затем он применил этот подход к каналу с шумами, что привело к формулировке его знаменитого выражения для содержания информации в канале с шумами.

C = ω log (1 + S/N), бит/с

Где: - ширина полосы частот,
    S - мощность сигнала,
    N - мощность шумов.

Клод Шеннон проанализировал возможность исправления ошибок передачи. В ходе этого анализа он сделал два удивительных и неожиданных вывода. Во-первых он доказал, что ширина полосы частот не является принципиальным ограничением и, что при условии обеспечения соответствующего отношения сигнал/шум, можно передавать информацию с любой скоростью по каналу с произвольно узкой полосой. Во-вторых, при условии, что требуемая скорость передачи меньше предельной, определяемой пропускной способностью канала, можно обеспечить безошибочную передачу выбрав подходящую схему кодирования. В работе Шеннона не было показано, как реализовать это, но была доказана возможность цифровой передачи аналоговых сигналов.

Фундаментальные проблемы ИКМ были в основном решены к 1948 г. Аппаратура, с ИКМ на основе технологии 1947 г. была громоздкой, не надежной и имела тенденцию к сильному нагреву. В действительности ключевым изобретением , изменившим это положение, явилось изобретение транзистора в 1957 г.

К этому времени появилась потребность к созданию цифровых систем передачи, которая диктовалась непрерывным ростом числа телефонов и результирующим увеличением нагрузки на кабельную сеть, в частности, в больших городах. Теоретически эта проблема могла быть решена простым увеличением числа кабелей, но во многих городах пространство под землёй было уже почти полностью занято другими коммуникациями. Другой возможностью являлось увеличение емкости существующих кабелей путем использования аналоговых систем передачи с ЧРК.

В этом случае решение проблемы упиралось в характеристики кабелей, которые характеризовались большим переходным влиянием и высоким уровнем шумов на высоких частотах, т.к. кабели ГТС в основном были рассчитаны на работу в низкочастотном спектре, Пришли к заключению, что решение этих проблем дают цифровые системы передачи типа ИКМ, и была начата разработка систем с ИКМ, предназначенных для использования на соединительных кабелях местных сетей связи. Внедрение систем с ИКМ на межстанционных соединительных линиях было поворотным моментом в применении цифрового метода передачи. Существующая в настоящее время и утвержденная Международным союзом электросвязи (МСЭ) плезиохронная иерархия ЦСП, т.е. совокупность совместно работающих систем передачи, включает в себя 4 ступени (за рубежом - 5 ступеней). В иерархию входят первичные, вторичные, третичные и четверичные ЦСП.

К первичным ЦСП относятся отечественная и импортная аппаратура ИКМ-30 и се модификации - ИКМ-ЗО-4 для ГТС, ИКМ-ЗОС-4 для СТС, ИКМ-ЗОР для обслуживания четверичных ЦСП, Зона-15 и ИКМ-30С, предназначенные для работы на СТС. Первичные ЦСП обеспечивают передачу 30 каналов ТЧ при скорости передачи первичного цифрового группового потока 2048Кбит/с.

Второй ступени иерархии соответствует ЦСП ИКМ-120 и ее модификации ИКМ-120А, ИКМ-120У, ИКМ-120Х2. Эти ЦСП работают на внутризоновых сетях по симметричным металлическим, оптическим кабелем и РРЛ. ЦСП ИКМ-120-4/5 предназначены для ГТС. Вторичные ЦСП обеспечивают передачу 120 каналов ТЧ при скорости передачи 8448 Кбит/с, или 240 каналов ТЧ при удвоенной скорости.

Третья ступень иерархии представлена ЦСП ИКМ-480 и ее модификациями - ИКМ-480Р, ИКМ-48ОС, ИКМ-480Х2, которые предназначены для работы на внутризоновых и магистральных сетях по коаксиальным, оптическим, симметричным кабелям и РРЛ. Стандартная скорость передачи третичных ЦСП - 34368 Кбит/с. Пропускная способность - 480 каналов ТЧ или 960 каналов ТЧ при удвоенной скорости 2X34368 Кбит/с.

Четвертую ступень иерархии занимает ЦСП ИКМ 1920 и ИКМ-1920X2, работающие по коаксиальным кабелям большого диаметра или ВОЛС на магистральных линиях связи.

Пропускная способность этих ЦСП составляет 1920 и 3840 каналов ТЧ при скорости передачи I 139264 Кбит/с и 2X139264 Кбит/с соответственно.

Требования значительного увеличения объёма, надежности и экономичности передачи информации привели к необходимости разработки средств связи синхронной цифровой иерархии - SDH, представляющей собой качественно новый этап развития цифровых сетей связи. SDH по сравнению с плезиохронной цифровой иерархией (PD1I) имеет ряд преимуществ, главными из которых являются: возможность выделения сигналов цифровых сетевых трактов из сигналов вышестоящих цифровых сетевых трактов без демультиплексирования последних, автоматизированного управления, контроля и обслуживания в рамках единой системы. Средства связи SDH являются средствами электросвязи XXI века, на базе которых формируются транспортные сети передачи информации.