Tại sao môđem lại có tốc độ khác nhau?

Vậy thì chúng ta làm sao vượt qua giới hạn Shannon để đạt tốc độ 56 Kbit/giây đây? Đó là sử dụng tính đặc thù của đường dây điện thoại. Ngày nay tuyệt đại bộ phận mạng điện thoại đều là kiểu số, lời nói của người dùng máy hoặc tín hiệu của môđem đều là điện áp biến đổi liên tục, gọi là tín hiệu tương tự (analog). Thông thường, nó được đưa tới trạm điện thoại bằng đường dây điện thoại bình thường (gọi là vòng nội hạt). Tại máy tổng đài số của bưu điện, những điện áp này được biến đổi thành tín hiệu số (gọi là lượng tử hóa), rồi bằng mạng số giữa các trạm mà chuyển tới trạm nơi có người nhận điện. Ở đây, những tín hiệu số này lại được hoàn nguyên thành tín hiệu tương tự, truyền tới người nhận điện qua vòng nội hạt. Quá trình lượng hóa kể trên là không chính xác cho lắm. Trong hệ thống điện thoại, mỗi một tín hiệu tương tự chỉ bị lượng tử hóa thành 8 hàng số thuộc hệ nhị phân. Khi lượng tử hóa, máy trao đổi dựa vào tín hiệu tương tự mà người dùng máy đưa tới để phát ra con số đối ứng có giá trị giả thiết gần với nó. Còn cuối cùng thì người nhận điện sẽ nhận được chính giá trị giả thiết này. Bởi thế, điện thoại mà người sử dụng phát đi thực tế có sự khác biệt với giá trị giả thiết mà máy biến đổi chọn lựa, và trở thành sai sót hoặc tiếng ồn trong đường truyền. Ta gọi đó là tiếng ồn lượng tử hóa. Kiểu truyền tải ngữ âm theo thiết kế này khá lí tưởng, nhưng đối với thiết bị môđem truyền thống (33,6 K bit/giây) thì tiếng ồn lượng tử hóa đã tạo nên nguyên nhân chủ yếu của tiếng ồn đường truyền, do vậy đã hạn chế tốc độ cao nhất của môđem.

Kỹ thuật 56 Kbit/giây thì khác hẳn. Kỹ thuật này đòi hỏi một bên thông tin phải trực tiếp nối với mạng điện thoại số. Thông thường đó là nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Còn người sử dụng chúng ta thì hòa mạng điện thoại qua vòng nội hạt. Ở hướng truyền xuống (hướng từ ISP đến người dùng), bên phát tin trực tiếp đưa số liệu vào mạng điện thoại số mà không qua lượng tử hóa. Môđem người sử dụng chỉ cần dựa vào tín hiệu tương tự đã thu được mà xác định rõ cái chuyển tới từ máy biến đổi là giá trị giả thiết nào, và sẽ có được dữ liệu cần tiếp nhận. Còn hướng truyền lên (các thuê bao tới các ISP) thì vẫn phải lượng tử hóa. Cho nên cũng vẫn dùng kỹ thuật truyền thống. Tốc độ tối đa là 31,2 Kbit/giây. Bởi phần lớn thuê bao rất ít văn kiện truyền lên mà sự sắp đặt phi đối xứng này là tương đối thích hợp.