[QRS]

Что здесь является определяющим: ПО или железо? »

Определяющим является модель OSI.

Выходы от каждого модема подаём на обычный сетевой коммутатор, в свободный порт вставляем шнур от локальной сети - и, кажется, проблема решена? »

А Вы запантентуйте решение, может продадите потом (пусть модератор меня простит)...

Вариант суммирования скорости (да и то не в рамках одной TCP-сессии) для одного IP-адреса возможен только в случае использования оборудования с поддержкой BGP маршрутизации, при условии, что все провайдеры оказывают Вам подобную услугу (а Вы главный сетевой администратора какого-нибудь Север...БанкНефтьГазАлмаз).

Можно еще разруливать трафик по провайдерам исходя из какой-то жесткой классификации (скорость суммируется только между классами)... для чего можно использовать что-то типа Cisco PBR.