D/A -muunnoksessa keskukseen tuleva 8-bittinen datavirta muunnetaan signaaliksi, jonka amplitudi eli voimakkuus vaihtelee 256 portaassa 8000 kertaa sekunnissa. Voimakkuuden vaihtelu on varsinkin alemmilla tasoilla niin pientä, että sen tunnistaminen modeemissa luotettavasti on mahdotonta. Tämän vuoksi signaloinnissa käytetään vain 128 sopivin välein valittua porrasta, joiden ilmaisuun riittää 7 bittiä. Tiedonsiirtonopeudeksi muodostuu 56 000 bps (8000 x 7).
Tuloksena olevaa PAM -signaalia (Pulse Amplitude Modulation) ei voida sellaisenaan lähettää linjalle, koska sen taajuus on mainittu 8000 hertsiä. Signaali ajetaan läpi kaistanpäästösuodattimesta, jossa siitä poistetaan liian korkeat taajuudet ja tuloksena saadaan puhelinverkon analogiselle osuudelle soveltuva lähete. Vastaanottavan modeemin dekooderi on optimoitu purkamaan lähetteestä alkuperäinen 8000 hertsin signaali.
56k -modeemit toimivat asymmetrisesti, eli ne eivät käytä samaa tiedonsiirtonopeutta molempiin suuntiin. Digitaalisesti verkkoon kytkettyä modeemia kutsutaan palvelinmodeemiksi ja analogiseen puhelinliittymään kytkettyä modeemia asiakasmodeemiksi.
56 000 bps siirtonopeus onnistuu vain palvelinmodeemilta asiakasmodeemille. Vastakkaisen suunnan sekä kahden asiakasmodeemin välinen liikenne tapahtuu 33 600 bps nopeudella.
PAM -signaalin käyttö molempiin suuntiin on teoriassa mahdollista ja sillä voidaan saavuttaa jonkin verran nykyistä suurempi paluukanavan nopeus. Ainakaan toistaiseksi mahdollisuutta ei ole käytännössä toteutettu. Siihen liittyy tiettyjä ongelmia keskuksen suodattimen ominaisuuksien tunnistuksen suhteen. Myös modeemin ja keskuksen kellojen synkronointi on teknisesti hankalaa.
Edellä mainitut palvelinmodeemit voivat ulkoisesti muistuttaa tavallista modeemia, mutta suurin osa niistä tultaneen valmistamaan räkkimallisina tai muunlaisina useamman yksikön sisältävinä kokonaisuuksina. Merkittävin ero entiseen on kuitenkin liitäntätapa verkkoon. Palvelinmodeemi kytketään puhelinverkkoon suoraan digitaalisen liittymän kautta. Liittymä voi olla joko tavallinen kotikäyttöönkin soveltuva ISDN BRI, sen laajempi PRI - versio tai T1 -liittymä.