Trong hoàn cảnh hoặc không có đủ dây để cho phép đấu nối trực tiếp hoặc sử dụng bộ điều khiển đường dây, hoặc không thể cung cấp cáp riêng giữa hai thiết bị thì các modem có thể rất hữu ích. Các modem đồng bộ, kiểu sử dụng thích hợp cho mạng chuyển mạch gói, thường đòi hỏi hai hay bốn sợi dây giữa chúng. Mỗi đầu cuối của dây cáp cần có một modem vì chúng sử dụng kỹ thuật báo hiệu tinh thông để tạo ra tuyến nối. Các modem hai dây hầu hết làm việc theo phương thức bán song công. Có nghĩa là, mặc dù chỉ có thể truyền dẫn theo mỗi hướng, nó chỉ truyền dẫn theo một hướng vào lúc cho phép. Các modem này thường đảo hướng luân phiên để truyền dẫn theo hướng kia. Các modem bốn dây thông dụng hơn, nó cho phép truyền dẫn song công. Có nghĩa là mỗi hướng truyền dẫn độc lập với nhau và có thể làm việc đồng thời.
Nếu sử dụng các modem hai dây thì có thể sử dụng kênh điện thoại chuẩn để tạo tuyến giữa hai modem. Nó tạo cho hệ thống khả nǎng chọn số. Khi đó modem ở đầu cuối của tuyến có thể chọn số tới modem khác qua mạng điện thoại. Ngay khi tuyến nối đã được thiết lập các giao thức mạng chuyển mạch gói có thể được bắt đầu. Các modem bốn dây đòi hỏi có đường dây thuê. Có một số đường dây đặc biệt có thể thuê của PTT địa phương (ở Anh có thể thuê của Viễn thông Anh hoặc công ty Mercury). Kiểu báo hiệu chính xác giữa hai modem phụ thuộc vào tốc độ mà chúng có thể làm việc. Các modem đồng bộ song công bốn dây làm việc ở tốc độ 2,4 kbit/s sử dụng khuyến nghị V.26 của CCITT. Khuyến nghị này cũng cho phép một kênh giám sát làm việc ở tốc độ tới 75 baud ở mỗi hướng. Nó cũng được sử dụng để giám sát từ xa trạng thái tuyến.
Một số modem sử dụng khuyến nghị V.26 bis, nó cho phép làm việc song công ở tốc độ 2,4 kbit/s qua mạng điện thoại. Khuyến nghị này cũng cho phép một kênh giám sát 75 baud làm việc. Nó còn cho phép làm việc ở tốc độ lùi về 1, 2 kbit/s nếu thấy đường dây không thể làm việc ở tốc độ cao hơn.
Các modem có thể làm việc ở 4,8 kbit/s sử dụng khuyến nghị
V.27 của CCITT. Còn có một khuyến nghị V.27 bis. Sự khác
nhau giữa hai khuyến nghị là V.27 quy định cân bằng nhân công, còn V.27 bis quy định cân bằng tự động. Cân bằng là một quá trình cố gắng để xoá đi các ảnh hưởng của cáp giữa hai modem. Nó bao gồm hiệu chỉnh biến dạng biên độ (tức là biến đổi cường độ tín hiệu) và biến dạng trễ (tức là thay đổi độ trễ của các thành phần tín hiệu); chúng có thể dẫn tới làm hỏng số liệu. Trong trường hợp cân bằng được điều chỉnh nhân công, thì các modem được điều chỉnh cân bằng lúc lắp đặt. Cân bằng tự động khá tốt hơn vì nó có thể đáp ứng cho những thay đổi về đặc tính của đường dây sau một thời gian. Điều này giúp để duy trì tỷ lệ lỗi ít nhất. ở tốc độ 9,6 kbit/s các modem sử dụng khuyến nghị V.29 cho phép làm việc các song công ở tốc độ này qua các đường dây hợp đồng bốn dây. Các tốc độ lùi là 7,2 kbit/s và 4,8 kbit/s được đưa vào nếu chất lượng đường dây không phù hợp với tốc độ cao hơn. Khuyến nghị V.32 cung cấp khả nǎng làm việc song công hoàn toàn ở 9,6 kbit/s qua mạng điện thoại (hoàn toàn là một kỳ công có ấn tượng sâu sắc).
Trên tốc độ 9,6 kbit/s không có các tiêu chuẩn của CCITT cho các modem ở các khuyến nghị 1984. Một số nhà sản xuất chế tạo modem làm việc ở tốc độ 14,4 kbit/s nhưng chúng sử dụng công nghệ không theo tiêu chuẩn, vì vậy modem của cùng một nhà sản xuất cần được sử dụng ở mỗi phía của tuyến nối.
ở các tốc độ trên 9,6 kbit/s cần phải sử dụng một trong các mạch điện số hợp thức của Viễn thông Anh hoặc công ty Mercury.