Quadrature Amplitude Modulation 16-QAM
Exemples: 1111 est encodé avec une basse amplitude (0.3V) et une phase de 45° 0000 est encodé avec une amplitude élevée (1.0V) et une phase de 225° Certaines combinaisons n'ont pas une phase de 45, 135, 225 of 315°. Cela permet d'avoir une distance plus élevée des points et donc un meilleur rapport signal-bruit. Toutes les combinaisons utilisées par le modem sont appellées constellation (le diagramme ressemble à une constellation d'étoiles)
Spectre d'erreur
Erreurs causées par une différence d'amplitude (rouge) et de phase (bleu). Tant que les erreurs ne sont pas trop importantes, le symbole correct peut être détecté. En pratique, il y aura aussi bien une erreur d'amplitude que de phase, le point devient ainsi une tache plus ou moins ronde. Plus on définit de points (plus de bits par baud et donc un débit plus élevé), et plus la marge d'erreur est réduite. La qualité de la ligne doit donc être meilleure pour pouvoir décoder le signal.

• Les premiers modems accoustiques avaient une vitesse de 300 bits par seconde (30 caractères par seconde, norme V.21). Ces modems avec coupleurs accoustiques utilisaient une modulation FSK (frequency shift keying), chaque bit0 ou 1 était transmis à une fréquence différente. L'avantage de la modulation FM était qu'elle était peu sensible aux parasites, mais d'un autre coté le débit était très faible. C'était le seul type de modulation qui pouvait être utilisé avec un coupleur accoustique.

• Les modems de la seconde génération utilisaient la modulation de phase (phase shift keying) et permettaient de transmettre 2400 bits par seconde (standard V.22bis). Pour augmenter le débit on transmet deux bits par changement de phase. A cette époque le baud rate est limité à 600 baud pour permettre des communications à grande distance. La norme V.32 utilise un baud rate de 2400 et permet un débit de 9600 bits par seconde. Ce type de modulation est une phase intermédiaire: il est encore trop compliqué de transmette de plus grands changements d'états par baud

• Le passage à la modulation QAM (Quadrature Amplitude Modulation) permet de transmettre plus de bits par baud. Les données sont codées non seulement par une modulation de phase, mais également d'amplitude, permettant de transmettre 16 bits par baud. Avec 2400 baud on obtient une vitesse de transfert de 38.400 b/s, qui est le maximum qui peut être atteint avec une ligne téléphonique normale.

La modulation en quadrature (phase) et amplitude est également utilisé pour des applications analogiques. En télévision analogique PAL et NTSC, la couleur est codée par une sous porteuse modulée en amplitude (intensité de la couleur) et en phase (teinte). QAM était également utilisé pour les programmes en stéréo sur la bande AM

La modulation QAM utilise ici une constellation de 16 points avec une phase et une amplitude différente. Chaque point de la constellation représente un code possible. On place les points les plus éloignés les uns des autres pour augmenter la fiabilité du décodage. Plusieurs constellations étaient utilisées, mais la vitesse de transfer maximale de 33kb/s ne pouvait pas être dépassée.

Remarquez que chaque point ne diffère que d'un bit par rapport à son voisin (on utilise le code de Gray). Un mauvais décodage produit ainsi une différence d'un seul bit, qui peut être détecté par le système de correction d'erreur.

Mais la ligne téléphonique a une capacité plus élevée que la bande passante de 3000Hz. Cette bande passante a été établie pour permettre le multiplexage de la ligne entre les différents centraux téléphoniques, permettant de transmettre plus d'une communication par cable. Quand un multiplexage n'est pas d'application (communication entre un abonné et la centrale), le débit peut être de 56kbit. Le service RSDN (réseau numérique à intégration de données) permettait un canal de données de 64kb/s en plus du canal analogique.