A multiplexação por divisão de tempo (TDM) pode ser inteiramente manipulada por circuitos eletrônicos digitais; portanto, ela se tornou muito mais difundida nos últimos anos. Ela só pode ser utilizada para dados digitais. Como os loops locais são analógicos, uma conversão de analógico para digital é necessária na estação final, onde todos os loops locais individuais chegam juntos para serem combinados em troncos de saída.

Os sinais analógicos são digitalizados na estação final por um dispositivo chamado codec (codificador-decodificador), produzindo uma série de números de 8 bits. O codec cria 8.000 amostras por segundo (125 µs/amostra), pois o teorema de Nyquist diz que isso é suficiente para captartodas as informações da largura de banda do canal telefônico de 4 kHz. Essa técnica é chamada PCM (Pulse Code Modulation—modulação por código de pulso). A PCM forma o núcleo do sistema telefônico moderno. Como conseqüência, virtualmente todos os intervalos de tempo no sistema telefônico são múltiplos de 125 µs.

O método em uso na América do Norte e no Japão é a portadora T1, representada na figura acima. A portadora T1 consistem em 24 canais de voz multiplexados juntos. Em geral, é feta uma amostragem dos sinais analógicos em rodízio, e o fluxo analógico resultante é enviado para o codec, em vez de serem utilizados 24 codecs separados para depois mesclar a saída digital. Por sua vez, cada um dos 24 canais consegue inserir 8 bits no fluxo de saída. Sete bits representam dados, e um é usado para controle, produzindo 7 x 8.000 = 56.000 bps de dados e 1 x 8.000 = 8.000 bps de informações de sinalização por canal.

Um quadro consiste em 24 x 8 = 192 bits, mais um bit extra para enquadramento, produzindo 193 bits a cada 125 µs. Isso resulta em uma taxa de dados bruta de 1,544 Mbps. O 193º bit é usado para sincronização de quadros e utiliza o padrão 010101010101…

O CCITT  também recomendou uma portadora PCM a 2,048 Mbps, chamada E1. Essa portadora tem 32 amostras de dados de 8 bits compactadas no quadro básico de 125 µs. Trinta dos canais são utilizados para informações, e dois são empregados na sinalização.