Les lignes téléphoniques ayant été conçues pour transporter la voix, elles présentent des limitations lorsqu'il s'agit de transmettre des données. Il ressort que le meilleur moyen pour transférer des nombres binaires via une ligne téléphonique est d'utiliser deux fréquences: l'une basse pour 0 et l'autre plus haute pour 1. La figure 5 illustre schématiquement le procédé.
La conversion d'une tension en fréquence et l'opération inverse s'appellent respectivement modulation-démodulation, ce qui a donné le terme modem. Le terme baud désigne le nombre de fois que la fréquence peut être commutée par seconde; le terme est interchangeable avec bps. Il existe beaucoup de nouvelles techniques modernes de modulation pour obtenir le meilleur d'une ligne téléphonique de sorte que des modems à 57.600 bps sont désormais le standard (au moment où ce texte est écrit). Les modems ont sur les données d'autres actions que la modulation: ils peuvent empaqueter les données pour réduire leur redondance (c'est la compression de bits ou bit compression), améliorer la détection d'erreurs et effectuer des compensations (correction d'erreurs). De tels protocoles de modems portent les noms V.90 (57.600 bps), V.34 (33.600 ou 28.899 bps), V.42 (14.400 bps) ou V.32 (14.400 bps ou moins). Lorsque deux modems sont en connexion, il est nécessaire qu'ils négocient un protocole ``V'' à utiliser. Cette négociation est basée sur leurs capacités respectives et l'état de la ligne à ce moment-là.
Un modem peut présenter deux états: le mode commande ou le mode de connexion. Un modem est connecté s'il peut entendre le signal de transport d'un modem pair [au sens de semblable dans sa fonction] au cours d'un appel téléphonique actif (et qu'il y a probablement réception et transmission de données de la manière expliquée ici). Autrement, il est en mode commande. Dans ce mode, un modem ne peut ni moduler ni transmettre des données. En revanche, il interprète des séquences spéciales de texte qui lui sont envoyées via une ligne série. Ces séquences de texte commencent par les lettres AT et sont appelées ATtention commands. Les commandes AT sont envoyées par votre ordinateur de manière à configurer votre modem pour les conditions du moment de votre ligne téléphonique, la fonction projetée, la capacité du port série. Par exemple, il y a des commandes pour: permettre une réponse automatique en boucle, installer la méthode de contrôle de flux, composer un numéro, et raccrocher. La séquence de commandes pour configurer le modem est appelée chaîne d'initialisation du modem. La manière de réaliser manuellement ces commandes est discutée aux sections 33.6.3, 35.3 et 42.1. Cela deviendra intéressant lorsque vous configurerez votre fournisseur de service internet (ISP ou Internet Service Provider).
Vu que chaque modèle de modem utilise un jeu de commandes légèrement différentes, il est utile de se familiariser avec le manuel de votre modem. Les modems modernes, pour la plupart, utilisent le jeu de commandes Hayes, un jeu générique des commandes modems les plus utiles. Cependant, le jeu Hayes a une manière de gérer le contrôle de flux matériel que beaucoup de modems n'ont pas encore intégrée. Chaque fois que dans ce livre des exemples d'initialisation de modems seront donnés, une note se rapportant à cette section sera émise. Usuellement, il est suffisant de configurer votre modem avec les options par défaut du constructeur, mais souvent une seconde commande est requise pour permette le contrôle de flux matériel. Il n'y a pas de chaîne d'initialisation pour tous les modems. Le site internet http://www.traduc.org/docs/HOWTO/vf/Modems-HOWTO.html est une ressource utile pour obtenir des spécifications sur les modems.