Otra solución mucho más laboriosa sería empezar a trastear con el modem y ver si son accesibles las líneas de datos a niveles TTL y puentear al Arduino, es decir, ver si el modem también utiliza un driver RS232 y anularlo para comunicarse con el Arduino....Mucho trabajo y posibilidades de fallo y rotura para el coste que supone una plaquita de conversor de niveles RS232.
Si quieres información sobre módulos RS232 para Arduino hay bastantes hilos abiertos en el foro, por ejemplo:
http://arduino.cc/forum/index.php/topic,105434.0.html