Aby przesłać dane komputerowe (informacja cyfrowa) przez ogólnodostępną sieć telefoniczną (analogowa), nadawca musi je przekształcić na postać analogową dla potrzeb transmisji, a odbiorca z powrotem zamienić formę analogową na bity i bajty, zrozumiałe dla swojego komputera. Operację taką wykonuje urządzenie zwane modemem od ang. MOdulator DEModulator). Ponieważ sieć telefoniczna nie była projektowana pod kątem przesyłania nią danych komputerowych, więc istnieją w niej ograniczenia poważnie utrudniające taką transmisję. Najważniejszym z nich jest ograniczenie pasma przenoszenia do 3,5 kHz (co w zupełności wystarcza dla mowy ludzkiej), nie można też przesyłać nią składowej stałej sygnału. Modem może służyć do połączenia dowolnych dwóch urządzen niekoniecznie komputerów), które potrafi nadawac i odbierac dane przez port szeregowy RS-232. Całą resztę, czyli skomplikowaną operację transmisji, potrafi przejąc na siebie odpowiednio skonfigurowany modem . Wydawałoby się to wszystko bardzo proste i piękne - tak niestety nie jest. Najważniejszą wadą modemów jest stosunkowo mała prędkość transmisji: najszybsze modemy obecnie stosowane (V.56) potrafią przesłać maksymalnie (w sprzyjających warunkach) ok. 5 kB danych na sekundę. Prędkość transmisji danych przez modemy (i nie tylko) podaje się w bitach na sekundę, w skrócie bps (lub w kilobitach na sekundę: kbps). Czasami użytkownik może spotkać się z jednostką "baud", która określa częstotliwość modulacji i z prędkością transmisji ma niewiele wspólnego.



Jak działa modem? Ogólna zasada działania tego urządzenia jest trochę podobna do transmisji radiowej. Zarówno przy transmisji modemowej, jak i w radiu, występuje pewien ciągły sygnał (tzw. nośna), który jest odpowiednio zmieniany (modulowany) w rytm przesyłania danych. Jak wiadomo, parametrami fali są: amplituda, częstotliwość i faza (przesunięcie fazowe). Za pomocą zmian, czyli modulacji każdego z tych parametrów nośnej, można zakodować informację. W radiu na falach ultrakrótkich stosuję się modulację częstotliwości, w skrócie FM (ang. Frequency Modulation), a w pozostałych pasmach - modulację amplitudy, w skrócie AM (ang. Amplitude Modulation). Często w przypadku przesyłania danych cyfrowych, a więc gdy występują tylko dwa dozwolone poziomy, słowo "modulacja" zamienia się słowem "kluczowanie" (ang. Shift Iţeying). W modemach (tych starszych) wykorzystywane byiy zarówno kluczowanie częstotliwości (FSK - ang. Frequency Shift Keying) jak i fazy (PSK - ang. Phase Shift Keying), a w nowszych rozwiązaniach stosuje się jednoczesną modulację fazy i amplitudy , zwaną modulacją kwadraturowo - amplitudową, w skrocie QAM (ang. Quadrature Amplitude Modulation). Do prawidłowego przesyiania informacji nie. wystarczy sama modulacja, ważne jest także samo przygotowanie danych do transmisji. Polega ono na zastąpieniu pewnych ciągów bitów innymi, łatwiejszymi do rozróżnienia, a operację tą realizuje układ zwany skramblerem, zaś powrotną zamianę po odbiorze - deskrambler. Począwszy od modemów V.32 zaczęto stosować kodowanie nadmiarowe za pomocą kodów TCM (ang. Trellis Coded Modulation. Kodowanie nadmiarowe polega na zastąpieniu pewnych ciągów bitów ciągami dłuższymi , ale łatwiejszymi do odróżnienia od pozostałych.

Modemy można podzielić na dwa zasadnicze rodzaje:
- zewnętrzne - podłączne do portu COM komputera, umożliwiają odbieranie wiadomości przy wyłączonym komputerze (zdjęcie pierwsze).
- wewnętrzne - mogą funkcjonować tylko przy włączonym komputerze, ale są znacznie tańsze niż zewnętrzne (zdjęcie drugie).


Modemy zewnętrzne
Są to modemy zamieszczone na zewnątrz komputera, tzn. modem jest podłączony do komputera przez specjalny kabel szeregowy bądź równoległy (ten pierwszy jest częściej spotykany). W modemach zewnętrznych są zamieszczone diody informujące o stanie modemu i połączenia. Ale spotykamy się także z zewnętrznym transformatorem (zasilaczem), który musi zasilać modem odpowiednim napięciem. Modem ten jest łatwiejszy do instalacji (ponieważ nie musimy rozkręcać obudowy komputera).

Zalety modemów zewnętrznych:
- mamy pełen podgląd stanu połączenia modemowego (poprzez diody) - przy instalacji modemu zewnętrznego nie musimy rozkręcać obudowy, ani zmieniać ustawień w BIOS-ie - jeżeli modem obsługuje system Voice to mamy wbudowany głośnik i mikrofon w obudowie modemu zewnętrznego

Wady modemów zewnętrznych:
- plątanina kabli (komputer-modem, zasilacz-modem)
- musimy dodatkowo podłączyć zasilacz do wolnego kontaktu (najlepiej po wyłączeniu komputera wyłączyć modem, a następnie zasilacz wyjąć z kontaktu, w przeciwnym wypadku będzie przez cały czas pobierał niewiele prądu, a co za tym idzie szybko się nagrzewał)
- wysoka cena (nawet kilkakrotnie wyższa niż w przypadku modemu wewnętrznego).


Modemy wewnętrzne
Modemy te są zamieszczone wewnątrz komputera, tzn. podłączamy je do płyty głównej komputera przez slot ISA bądź PCI. Modemy wewnętrzne nie zawierają diód informujących o stanie połączenia modemowego. Modem wewnętrzny korzysta z napięcia komputera, nie potrzebujemy już dodatkowego zasilacza (tak jak to było w przypadku modemów zewnętrznych). Jeżeli nasz modem wewnętrzny jest zgodny z systemem Voice (tzn. możemy przez komputer dzwonić do osoby posiadającej zwykły telefon i rozmawiać z tą osobą), potrzebujemy wtedy: mikrofon podłączany do modemu (poprzez wejście Mic) oraz głośniki lub kabelek podłączeniowy do karty dźwiękowej (poprzez wyjście dźwięku w modemie Spk np. do wejścia Line-In w karcie dźwiękowej). Konfiguracja modemu wewnętrznego nie jest tak prosta jak modemu zewnętrznego (wystarczyło podłączyć modem przez kabel szeregowy z wolnym portem szeregowym w komputerze, np. COM1 lub COM2), jeśli nasz modem wewnętrzny jest zgodny ze stanardem Plug & Play to nie trzeba przestawiać żadnych zworek, po włączeniu komputera modem sam sobie wybiera wolny port, wolne przerwanie, wolny adres. Sytuacja ta jest znacznie gorsza w przypadku gdy nasz modem nie jest zgodny ze standardem Plug & Play, należy wybrać wtedy wolny port, wolne przerwanie oraz wolny adres. Dlatego należy wtedy wybrać te porty, przerwania i adresy które są nie używane przez płytę główną oraz inne urządzenia.

Zalety modemów wewnętrznych:
- nie mamy plątaniny przewodów
- nie potrzebujemy dodatkowego zasilacza
- nie blokujemy portu płyty głównej (zależy jaką możliwość wybierzemy)
- nie potrzebujemy miejsca na biurku
- stosunkowo niska cena

Wady modemów wewnętrznych:
- brak diod informujących o stanie komputera
- musimy podłączyć mikrofon i głośnik do modemu (tylko z systemem Voice)
- stosunkowo trudna instalacja
- zajmuje na płycie głównej jeden slot ISA lub PCI (w zależności od posiadanego modemu)