החיבור באמצעות המודם האנלוגי מתבצע על תשתית קוי הטלפוניה, אתם קווי נחושת המשמשים אותנו לשיחות טלפון. היות וקווי הטלפון תפקידם להעביר קולות וצלילים, יוצא שהמידע המועבר על הקו הינו אנלוגי. לעומת זאת, המידע המאוחסן במחשב הינו בינארי (0 או 1), כלומר בפורמט דיגיטלי.
המודם האנלוגי מאפנן (modulation) נתונים יוצאים מדיגיטלי לאנלוגי, ומגלה נתונים נכנסים (demodulation) מאנלוגי לדיגיטלי. בכדי לבצע את תהליך הגילוי, כלומר לבצע המרה בין האות האנלוגי אל האות הדיגיטלי, המודם דוגם את האות האנלוגי, וקובע כי מעל ערך מסויים ינתן הערך 1 ומתחת לערך זה ינתן הערך 0. לעומת זאת, מודמים אלחוטים ממירים את הנתונים הדיגיטלי לאותות של רדיו וההפך.
בכדי ששני מודמים יוכלו לתקשר האחד עם השני , הם חייבים תחילה לתאם את נוהל העברת הנתונים - תקן השידור. התהליך מתחיל בכך שצד אחד שולח בקשה לצד השני ליצירת ערוץ תקשורת. שני הצדדים מסכימים על פרוטוקול העבודה בינהם, ויוצרים את הקשר. במשך התהליך המודמים מעבירים מידע לגבי תקן השידור המורכב למעשה משלושה תקנים שונים:
1. תקן האיפנון.
2. תקן בקרת השגיאות.
בעת ביצוע שלב הגילוי (בהפיכת המידע האנלוגי לדיגיטלי), המודם המקבל בודק אם קיימות שגיאות בנתונים שקיבל. במידה והמידע לא הגיע בשלמותו אל המודם המקבל, מבקש המודם המקבל שליחה חוזרת של הנתונים. גורם זה, שנובע לעיתים בגלל הפרעות ורעשים על הקו, מאט את קצת העברת הנתונים. בנוסף לכך, ככל שמהירות העברת הנתונים גבוהה יותר, כך יש סיכוי גבוה יותר לטעויות ושגיאות.
היום רוב קווי הטלפון הם דיגיטליים, אך עדיין קיימים קווים אנלוגים "בלולאה המקומית", בין המודם של המשתמש והמרכזיה הקרובה של בזק. הקווים הדיגיטליים גם הם מושפעים מרעשים על הקו אך רגישים פחות מהקווים האנלוגיים. מסיבה זו נובע שקצב ההעברה של הנתונים על הקווים הדיגיטליים גבוה יותר מקצב ההעברה על הקווים האנלוגים.
בזמנו חשבו שמהירויות החיבור בקצב של 28.8K ו- 33.6K אפשרו את מהירות החיבור הגבוהה ביותר בקווי הטלפון באמצעות המודם האנלוגי. אך מסתבר שהמודם 56K שינה תאוריה זו.
להלן טבלה המציגה את תקני החיבור והמהירות המקובלים בחיבור האנלוגי:
פרוטוקול |
קצב העברה מקסימלי |
Bell 103 |
bps 300 |
CCITT V.21 |
bps 300 |
Bell 212A |
bps 1,200 |
ITU V.22 |
bps 1,200 |
ITU V.22bis |
bps 2,400 |
ITU V.29 |
bps 9,600 |
ITU V.32 |
bps 9,600 |
ITU V.32bis |
bps 14,400 |
ITU V.34 |
bps 36,600 |
bps 56,600 |