Les modems (modulateur/démodulateur) sont des dispositifs permettant à un signal numérique (provenant usuellement d'un ordinateur) d'être codé de façon analogique sur une ligne de téléphone normale (modem en bande de base). Il faut cependant savoir que la plupart des réseaux de télécommunication, au moins au niveau interurbain, fonctionnent déjà sur des réseaux numériques, d'où l'offre relativement intéressante d'utiliser directement le support numérique (voir section RNIS).
Les données venant d'un ordinateur sont en général codées en série sur un certain nombre de bits (typiquement 10, soit 8 bits de données et deux bits de contrôle nommés bits START et STOP en mode asynchrone).
Ces données sont traitées par le modem et envoyées sur la ligne. Dans certains cas, à cause de vitesses différentes entre la vitesse de ligne et la vitesse entre l'ordinateur et le modem, un protocole est mis en uvre pour assurer l'intégrité des données: par exemple RTS/CTS, appelé également contrôle de flux matériel (hardware handshaking), ou XON/XOFF87. Dans la plupart des cas, on dispose également d'un protocole pour la détection d'appel et la confirmation de connexion. Ces protocoles peuvent être réalisés de différentes manières, par des fils physiques ou par des séquences spéciales de caractères.
Les données circulant entre les deux modems étaient à l'origine d'un format très similaire aux données circulant entre l'ordinateur et le modem. Cependant, les modems actuels implémentent tous des protocoles logiques supplémentaires pour garantir l'intégrité des données en cas de perturbation de la ligne ainsi que pour diminuer le temps de connexion en compressant (comprimant) les données pendant la transmission.
Une très bonne source de renseignements sur les modems est la FAQ de comp.dcom.modems. Il existe également une FAQ, plutôt orienté environnements non UNIX et PPP, en français: http://www.sct.fr/~philb/lesdocs.html ou sur le forum de news fr.network.modems.