Näin signaaliin syntyy muunnoksessa virheitä eli kvantisaatiokohinaa. Analogisessa puhelinverkossa toimivat nopeat modeemit ovat siis perinteisesti käyttäneet tiedonvälitykseen QAM-modulaatiota, joka perustuu tietyn taajuiseen sinimuotoiseen kantoaaltoon, jonka vaihetta ja amplitudia muutetaan lähetettävien databittien mukaisesti. Jokainen kantoaallon muutos vastaa yhtä symbolia ja yksi symboli sisältää useita databittejä. Todellinen siirtonopeus on symbolien määrä sekunnissa kerrottuna symbolin sisältämien bittien määrällä.
Analogisen puhelinliittymän kautta muodostetun yhteyden laatu vaihtelee linjalla esiintyvien häiriöiden myötä ja samalla modeemin mahdollisuus käyttää suurinta mahdollista tiedonsiirtonopeutta heikkenee.
Puhelinverkon siirtokapasiteetti on rajallinen myös täysin häiriöttömässä tilanteessa. Maksiminopeus määritellään niin sanotusssa Shannonin laissa, jossa nopeus lasketaan käytettävissä olevan taajuuskaistan ja yhteyden signaali-kohinasuhteen avulla. Puhelinverkon kohinasuhde on noin 35 desibeliä ja Shannonin lain mukaan laskettuna 3000 hertsin taajuuskaistalla maksimaalinen siirtonopeus on noin 35 000 bittiä sekunnissa.
Nopeimmat tavanomaisella tekniikalla toteutetut modeemit kykenevät tällä hetkellä siirtämään tietoa 33 600 bitin sekuntinopeudella, joten ne ovat hyvin lähellä teoreettista maksimia. Rajan läheisyydestä johtuen näin nopeat modeemit muodostavat huomattavasti useammin yhteyden alinopeudella verrattuna esimerkiksi 14 400 bittiä sekunnissa siirtäviin modeemeihin.