Ein Modem ist ein Gerät, das in der Lage ist, digitale Informationen zu codieren, indem es eine oder mehrere Eigenschaften des Trägersignals variiert, dieses Signal über eine Telefonleitung sendet und die Informationen nach der Übertragung durch Demodulieren des Signals decodiert. Das Modem auf der einen Seite der Kommunikationsleitung moduliert und sendet die Daten, während das Modem auf der anderen Seite sie empfängt und demoduliert.
Bevor ein Modem mit einem anderen Modem Informationen austauschen kann, muss es zunächst die Kommunikation einleiten, indem es die Leitung öffnet, die Nummer wählt und auf die Bestätigung wartet. Der letzte Schritt, allgemein als „Handshaking“ bekannt, besteht darin, dass zwei Geräte ihre Kommunikationsgeschwindigkeit angleichen. Die Übertragungsgeschwindigkeit älterer Modemvarianten, wie beispielsweise der V.90 DFÜ-Modems, ist auf 56 Kilobit pro Sekunde begrenzt.
Moderne Modemvarianten wie ADSL funktionieren, indem sie die verfügbaren Frequenzen in der Telefonleitung aufteilen. Das „A“ in „ADSL“ steht für „asymmetrisch“, was die höhere Geschwindigkeit des Downstreams im Verhältnis zur Upstream-Bandbreite widerspiegelt. Obwohl ADSL-Modems im Vergleich zu DFÜ-Modems höhere Geschwindigkeiten bieten, werden sie von der Entfernung zwischen dem Benutzer und der Zentrale des Internetdienstanbieters beeinflusst. Dies ist das Ergebnis einer Inkompatibilität zwischen Sprachsignalverstärkern in der Leitung und ADSL-Signalen.
Kabelmodems senden und empfangen Daten über ein Koaxialkabel, das normalerweise Fernsehsignale überträgt. Die Downstream-Daten benötigen einen einzelnen 6-Megahertz-Slot, während der Upstream nur 2 Megahertz Bandbreite benötigt. Damit die Kommunikation funktioniert, muss das Ende mit dem ISP über ein Kabelmodem-Abschlusssystem verfügen.
