虽然前面介绍的各种通信业务越来越普及，但是电信公司还得面对一个根本的问题，即多个网络的存在。

传统的电话业务和电报业务使用电路交换网，而像SMDS和帧中继等新型数据业务则使用分组交换网。对于电信公司来说，要分别管理这些不同的网络是一件很难的事。除了电话网和数据通信网外，还有一种电信公司无法控制的网络——有线电视（CATV）网。解决上述问题的最好方法是开发一种单一的新型网络，该网络可以替代整个电话网、数据网以及CATV网，通过该网络可以传送各种类型的信息。这种新型网络与现存的网络相比，它所支持的数据传输率更大，能提供的业务范围也更广。这种新型网络称为综合业务数字网ISDN。所谓ISDN就是在一个统一的网络系统内传送和处理各种类型的数据，向用户提供多种业务服务，如电话、传真、视频以及数据通信业务等。

最早有关ISDN的标准是在1984年由CCITT发布的。虽然ISDN尚未获得广泛的应用，但其技术却已经历了两代。第一代ISDN称为窄带ISDN（N—ISDN），它利用64Kbit/s的信道作为基本交换单位，采用电路交换技术；第二代ISDN称为宽带ISDN（B—ISDN），它支持更高的数据传输速率，发展趋势是采用报文分组交换技术。

目前N—ISDN定义了两类用户访问速率：基本访问速率和基群访问速率。

（1）基本访问速率（Basic access rate）。

基本访问速率由2个速率为64Kbit/s的B信道和1个速率为16kbit/s的D信道组成（2 B+D）。B信道用于传送用户数据，D信道用于传送控制信息，加上分帧、同步等其他开销，总速率为192Kbit/s。

（2）基群访问速率（Primary access rate）。

基群访问速率可由多种信道混合而成。在北美和日本使用23B+D的结构，速率为1.544Mbit/s；而在欧洲则使用30B+D的结构，其中B、D信道均为64kbit/s。基本访问速率可利用现有用户电话线支持，提供电话、传真等常规业务。基群访问速率则是针对专用小型电话交换机（PBX）或局域网等业务量大的单位用户。

随着用户信息传送量和传送速率的不断提高，N-ISDN已无法满足用户要求。例如，要传送高清晰度电视图像，要求达到155Mbit/s量级的速率，要支持多个交互式或分布式应用，一个用户线的总容量需求可能达到622Mbit/s的数量级。在此情况下，人们提出了宽带ISDN，即B-ISDN。所谓宽带，是指要求传送信道能够支持大于基群数量的服务。B-ISDN可以提供视频点播（VOD）、电视会议、高速局域网互联以及高速数据传输等业务。采用B-ISDN名称旨在强调ISDN的宽带特性，而实际上它应该支持宽带和其他ISDN业务。B-ISDN提出后，为区别起见，人们将原来的ISDN称为N-ISDN。

B-ISDN要支持如此高的速率，要处理很广范围内各种不同速率和传输质量的需求，需要面临两大技术挑战：一是高速传输；二是高速交换。光纤通信技术已经给高速传输提供了良好的支持；而异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）为实现高速交换展示了诱人的前景，使得B-ISDN网络的实现成为可能。近年来电路交换设备的功能日益增强，且越来越多地采用光纤干线，但利用电路交换技术难以圆满解决B-ISDN对不同速率和不同传输质量控制的需求。理论分析和模拟表明，ATM技术可以满足B-ISDN的要求。正因为这样，ATM和SONET技术与B-ISDN结下了不解之缘。利用ATM构造B-ISDN是一件非常有意义的事情。

ATM技术的基本思想是让所有的信息都以一种长度较小且大小固定的信元（Cell）进行传输。信元的长度为53个字节，其中信元头是5个字节，有效载荷部分占48个字节。ATM既是一种技术（对用户是透明的），又是一种潜在的业务（对用户是可见的）。有时候这种业务也称作信元中继（Cell Relay），类似于前面提到的帧中继。使用信元交换技术相对于100年前电话系统中所使用的传统电路交换技术是一个巨大的飞跃。信元交换技术具有如下的优点：

（1）信元交换既适合处理固定速率的业务（如电话、电视），又适合处理可变速率业务（如数据传输）。(www.daowen.com)

（2）在数据传输率极高的情况下，信元交换比传统的多路复用技术更易于实现。

（3）信元交换提供广播机制，使得它能够支持需要广播的业务，而电路交换做不到。

ITU-T已定义了一系列有关B-ISDN的标准，主要分为3个部分：综述（General）部分是描述B-ISDN的一般概念；服务（Service）部分是对服务类型、信息类型的说明并举例；网络（Network）部分主要是对网管、信令的说明，并规定了B-ISDN/ATM协议参考模型，如图5-13所示。

图5-13　B-ISDN/ATM协议参考模型

物理层负责处理涉及物理介质的问题。ATM标准并没有规定物理层采用的协议，即ATM的信元可以通过电缆、光缆或其他任何传输系统进行传输。换句话说，ATM技术独立于传输介质。ATM层规定信元及信元传输的相关标准。它规定了信元组成以及信元头中每个字段的含义。ATM层同时还规定了如何建立和释放虚电路以及拥塞控制的标准。ATM高层用户信息呈现多种形式，如帧、报文分组等。其中许多信息格式与ATM网络所传输的信元格式不兼容。ATM适配层（ATM Adaptation Layer，简称AAL）的功能是把用户信息映象到ATM信元中的有效载荷字段，接收方则将信元有效载荷字段的数据重新组合为原来的信息格式提交给用户。

ATM参考模型是三维的。在图5-13所示的参考模型中，平面是高层按功能的抽象。用户平面（User Plane）用于用户信息传送，同时完成相关的控制，如流量控制和差错控制等。控制平面（Control Plane）完成呼叫控制及面向连接控制。管理平面（Management Plane）分为平面管理和层管理，前者完成系统级管理及协调各平面的操作，后者完成各层的资源及参数管理。ATM网络是面向连接的。它首先发送一个报文进行呼叫请求，以便建立一条连接；后来的信元沿着相同的路径去往目的节点。ATM不保证信元一定到达目的节点，但信元的到达一定是按先后顺序的。假设发送方依次发送信元1和信元2，如果两个信元都到达目的节点，则一定是信元1先到，信元2后到。

ATM网络的结构与传统的广域网一样，由电缆和交换机构成。ATM网络目前支持的数据传输率主要是155Mbit/s和622Mbit/s两种，今后可能达到1Gbit/s数量级的传输速率。选择155Mbit/s的速率是考虑到对高清晰度电视（HDTV）的支持以及与AT&T公司的同步光纤网（Sonet）相兼容。虽然ATM仍然支持电路方式应用，但这是在基于报文分组传送机制上实现的。ATM已被国际电信联盟ITU确定为B-ISDN的基本交换方式，同时B-ISDN也正在迅速发展之中，支持各种新型业务的协议标准不断推出。ATM交换技术也面临着许多新的问题。

需要指出的是，不同的组织对ATM有不同的兴趣。长途电信公司和邮电部门更乐于使用ATM网络来升级电话系统，以便在传送电视图像方面能与有线电视（Cable TV）展开竞争。而计算机制造商则看到ATM在建造校园网以及其他LAN时能够带来巨大的利润。所有这些使得ATM的标准化进程并不那么顺利。同时，在ATM标准化组织ATM论坛（ATM Forum）中，各种政治和经济因素也影响着ATM的未来走向。在通信世界中，标准化向来为人们所重视，但面对迅速变化的技术和激烈竞争的市场，在ATM领域，目前出现了某些标准尚未最终制定而产品已充斥市场的局面。

近几年来，随着Internet技术的飞速发展，基于IP数据流的业务增长迅速，IP交换设备的增长率超过ATM，通过IP传送话音（IP电话）也得到了成功实践。国际电信联盟ITU-T认为，21世纪的电信环境将以IP技术为主导，为此在1998年ITU-T已经调整其战略部署，全面展开对IP技术的研究，并指定专门的小组（SG13）负责。ITUT已将IP研究列为最高优先级。但IP技术是否会取代ATM，目前尚不能断言，但在未来的宽带网络中，IP技术的发展前景会比ATM好。