通信網路按其使用範圍可分為專用通信網路和公眾通信網路兩大類。專用通信網路(Private Network)是指各部門、院所、公司、鐵路、軍事、航空等單位為本身系統服務需要而設置的通信網路。專用網路中的傳輸設施如明線、電纜和微波中繼線路等要根據國家規定自行建立或向電信主管部門租用。專用網路中的交換設備往往是自行安裝的專用自動交換機(PABX)，當然亦須符合進入網路規定。不屬於本系統專用網路的使用者，一般不許接入該網路。因此，專用網路是一種封閉型系統。公眾通信網路(Public Network)指各國電信部門統一管理，以社會服務為目的的通信網路。它面向全社會的所有使用者。任何使用者只要遵守網路的有關規定，都可以連接入網路，進行相互間的通信。因此，公眾網路屬於開放型系統。公眾網路按其作用地域又可分為本地網路(市內網路)、長途網路、國際網路等。有時需要在專用網路使用者與公眾網路使用者之間進行通信，因此上述兩類網路並非互不相干而往往用中繼電路把它們聯繫起來。專用網路的規模及複雜程度差別很大。大的專用網路，其範圍可以遍及世界許多國家，使用者可以成千上萬；而小的專用網路只由少數幾個使用者或幾條專用電路來構成。專用網路多用於數據通信，例如為負責衛星發射測控任務而組建的數據通信網路。這種場合在應用時服務量比較集中，即時性要求也較高，因此採用專用網路比較合適。但在這樣的專用網路中，傳輸電路大都是從電信主管部門或經營公眾網路的電信企業租借來的。所以就設備系統而論，公眾網路與專用網路的「介面」並不是十分清晰明確的。
通信網路按其傳輸、交換的信號形式可概分為類比通信網路(Anolog Network)和數位通信網路(Digital Network)兩大類。這兩種網路在許多討論技術的場合往往出現概念的混淆。為澄清這一問題，有必要先從類比通信與數位通信談起。類比通信(Anolog Communication )是以類比信號進行通信的方式。表現物質運動和表達人類思維的信息，如語音、影像等信號，一般都是時域連續變化的物理量，用參量模仿這種連續變化所形成的電信號稱類比信號。所用的參量可以是直流信號電壓、電流的瞬時值，正弦信號的振幅、頻率或相位，脈衝信號的幅度、寬度或相位等。例如從普遍電話機上發出經電話使用者線路送往電話局的信號就是電流隨語音瞬時連續變化的類比信號。數位通信(Digital Communication)是以數位信號作為載體來傳輸消息，或用數位信號對載波進行數位調變(調幅、調頻或調相)後再傳輸與交換的通信方式。它可以傳送電報、數位資料等數位信號，也可傳送經過數位化處理的語音和影像等類比信號。例如由新型數位話機發出經電話使用者線路進入電話交換機數位使用者介面電路板的信號就是由"0"和"1"組成的數位信號。下面，讓我們討論類比通信網路與數位通信網路的概念。對這二類網路的定義，從網路內部結構來看，還是從使用者角度出發，結論是不同的。從網路內部結構來看，如果在網路內部傳輸、交換的是類比信號，則該網路為類比通信網路。可見類比通信網路是由數位傳輸設備與數位交換設備組合而成的。同理，如果在網路中傳輸、交換的是數位信號，則該網路為數位通信網路，數位通信網路應由數位傳輸設備與數位交換設備所構成。而從使用者角度來看，判斷一個網路是類比通信網路還是數位通信網路，僅需瞭解該網路與使用者終端設備的介面點，即使用者進入網路的擷取點的信號形式。如果呈現在使用者/網路介面點的是類比信號，則認為該網路是類比通信網路；反之則為數位通信網路。可見，數位通信網路是向使用者提供了端至端(End To End)數位連接的網路，至於網路內是否存在類比傳輸和類比交換的區域，使用者既不關心也無法覺察。圖1-1是從上述二個角度解釋的類比通信網路與數位通信網路。
通信網路另一種常用的分類是按其通信服務種類來區分。所謂通信服務是指電信主管當局提供給使用者的、滿足特定通信要求的服務。這種服務若按使用者資訊的類型分類可區分為電話服務、電報服務、數據服務、影像服務等等。當然通信服務也可不以資訊類型而以其它方面加以區分，譬如以傳輸方式區分的衛星通信服務、行動通訊服務等；以提供頻寬(資訊速率)區分的基頻服務、寬頻服務等。而目前時常提到的服務，多以使用者資訊類型區分。
就服務本身的性質而論，通信網路的服務可歸為語音服務和非語音服務兩大類。電話是語音服務最普通的形式。非語音服務如報文、數據、影像服務等，它們大多可在現有的類比通信網路中應用。而隨著數位通信網路的發展，這些非語音服務的應用更趨普及與靈活。由於歷史的原因，上述各種不同服務的通信網路都在其自身的發展過程中逐步完善，形成了各自獨立的營運網路。當使用者需要利用多種通信服務時，必須按其服務類型分別向不同的網路管理部門申請，引用各種專用的使用者線，設置不同的終端設備，進入多個通信網路，例如：利用電話網路打電話；利用數據網路進行電腦通信；利用電報網路傳送電報；利用電視網路召開視訊會議等。這樣，在一個使用者的辦公室或住宅內，就要設置多種終端設備並舖設多條線纜以便與多個通信網路連接。從電信管理方面來看經濟上的浪費就更大。諸網路並行無疑需要分別設立各自的組織管理機構，配備各自的設備及其維護檢修人員。相應的通信控制處理程式(軟體)更需龐大的人力從事編輯和不斷改善的工作。為了從根本上改變上述不合理的狀況，人們考慮把現存的多個通信網路合併起來，即把多種電信服務納入一個統一的數位通信網路之中。這就是整合服務數位網路(Integrated Services Digital Network)即 ISDN的由來。
總之，現存的通信網路可從不同角度加以分類。按網路的服務地域範圍來分，有國際通信網路、長途通信網路、本地通信網路、農村通信網路、區域網路(LAN)、都會網路(MAN)等；按服務對象範圍來分，有公眾通信網路和專用通信網路；按信號形式來分，有類比通信網路和數位通信網路；按服務性質分，有電話網路、公眾電報網路、電報網路、資料通信網路、傳真通信網路、影像通信網路、電傳視訊網路、電視傳輸網路(有線電視網路)等；按主要傳輸介質來分，有明線通信網路、電纜通信網路、光纜通信網路、衛星通信網路、行動通信網路、使用者光纖網路、低軌道衛星行動通信網路等；按交換方式來分，有電路交換網路、訊息交換網路、分封交換網路、寬頻交換網路等；按網路拓撲結構來分，有網狀網路、星形網路、環形網路、樹狀網路、匯流排網路等；按資訊傳遞方式來分，有同步傳輸模式(STM)的ISDN和非同步傳輸模式(ATM)的ISDN；按信號頻寬(資訊速率)來分，有基頻ISDN(N-ISDN) 和寬頻ISDN(B-ISDN)等等。不同文獻的著重點不同，角度亦不同，在此不一一枚舉。
整合類比網路(Integrated Analog Network;IAN)是類比通信網路。它將類比傳輸與類比交換結合起來，向使用者提供語音或類比音頻服務。
IAN起始於發明電話的1876年。貝爾發明了把類比語音能量轉變為電能量的方法，並把二部電話機用類比傳輸設備——銅線互連起來。後來語音服務需求增多，產生了類比交換技術。1878年美國康涅狄格州的紐好恩開辦了有20個使用者的第一個市內交換局。隨著新的類比傳輸設備和類比交換設備的設計和應用，IAN得以發展完備，以致形成一個覆蓋全球的通信網路。
初級IAN的服務主要是語音。因此，網路傳輸設計要基於人的主觀測試。該網路傳輸信號的頻率和相位響應對語音來說應是最佳的。若在語音電路上提供非語音服務，需採用轉換設備。例如，通過IAN傳輸資料要採用調變解調器(MODEM)把資料變為類比音頻信號後經網路傳送。傳輸傳真(FAX)和其他非語音資訊時，同樣需要類似的調變解調變換。
在IAN中，傳輸通道只能採用分頻多工技術。在諸多的線性調變方式中，振幅調變的單邊帶調變具有頻譜利用率和調變效率高的優點，因而類比載波系統的組群均採用這種調變方式。以載波組群作為基帶信號進行二次調變，則可採用其他線性調變方法。與類比傳輸系統匹配的類比交換設備，一般採用空間分隔交換設備。
類比通信可直接用於電話通信，但受到傳輸類比信號的金屬電纜和明線頻帶的限制，且空間分隔交換難以達到類比多工。因此在性能上和容量上均受到限制。1962年，語音數位化技術發展成熟，美國推出以數位PCM序列傳輸多路語音的T1載波系統，結束了類比通信而一統天下。當通信網路容量不斷擴大，非語音服務迅速增長，以及數位/類比、類比/數位轉換積體電路飛速發展的條件下，以大容量、數位化、分時多工為特徵的數位傳輸系統逐步取代類比傳輸系統使網路邁向數位網路。過渡期的通訊網路稱為類比數位混合網路。
1970年，數位交換設備出現，解決了在類比數位混合網路中需重複多次地進行數位類比信號轉換的問題，通信網路邁向整合數位網路(IDN)過渡期。
IDN(Integrated Digital Network)是數位通信網路。它將數位傳輸與數位交換相結合，向使用者提供語音和類比音頻服務。
IDN從引入數位中繼線傳輸系統、數位線對增容系統和數位交換機開始。數位傳輸和數位交換技術聯合使用的經濟效果比採用與數位設備等效的類比設備要便宜。IDN中的"I"代表傳輸與交換的整合。因而，數位傳輸和數位交換之間產生了最佳組合問題。IDN所提供的服務與IAN相同。
在IAN中，要把資料轉變為類比音頻信號進行傳輸和交換。在IDN中，要求把語音轉變為數位序列。編碼器和解碼器(編解碼器，DECODER) 用來完成上述二種變換。採用新的LSI半導體來達成這一過程是非常有效的。
在IDN中，數位傳輸一般採用數位多工設備，包括準同步數位系列(PDH)和同步數位系列(SDH)設備。其多工方式主要是分時脈碼調變(PCM)、適應性分脈調變、增量調變(△調變)等。IDN中的交換設備採用數位儲存程式控制電子交換機(簡稱程控交換機 )。由於數位通信具有品質高，通信距離遠，設備體積小，通道容量大，保密性能好等優點。因此，IDN比IAN在通信品質、建設成本和維護管理方面都有更大的優越性。
隨著電信網路數位化的發展，各類服務的資訊都可採用數位編碼形式予以傳遞。二十世紀80年代初，CCITT提出了ISDN的概念和建議。
ISDN的一般含義是把多種不同的電信服務納入一個統一的整合數位網路中。但是，ISDN的明確定義是隨著服務需求的演變，網路技術的發展和各國對ISDN研究的深入而逐步確立的。
1980年，CCITT曾對ISDN作過如下定義：
「ISDN是一個整合數位網路。可使用該網路中的同一數位交換機和數位頻道，為諸如電話、數據等不同的服務提供傳輸路徑。」
這一定義是從網路內部結構的角度提出的。此後，經過多年的努力，人們對ISDN的概念逐漸具體化，發現從使用者角度認識「整合服務」具有重要的現實意義，並得出了「提供標準的使用者/網路介面是達到整合服務的關鍵」的結論。因為只要使用者擁有了能夠與現有的各種通信網路接續的數位使用者交換機和符合ISDN標準的使用者 /網路介面，就可以通過同一條使用者線路利用多種通信終端機進行通信。通信時，使用者覺察不到在他所進行的通信服務中，資訊是經過那些網路被傳送到對方的。從使用者角度來看，就像利用一個通信網路一樣，非常簡便地實現了各種通信服務的整合。基於這樣的高度集中，CCITT第18研究組於1984年把ISDN定義為：
「ISDN是以提供了端點至端點的數位連接的電話IDN為基礎發展而成的通信網路，用以支援包括電話及非語音的多種服務。使用者對通信網路有一個由有限個標準的多用途的使用者/網路介面構成的擷取點(Access Point)。」
簡言之，ISDN是一個在使用者/網路介面間具有數位透通性，能提供或承擔多種不同電信服務的網路。圖1-2表示了對上述定義的圖解。
對上述定義，應注意了解幾個要點：
(一) 傳輸與交換均數位化。就是說，ISDN的基礎是IDN。這裏的IDN 與ISDN概念上區別很大。IDN指的是網路的構成，它與可傳送的業務無關。凡傳輸與交換的信號是數位化的，統稱為整合數位網路(簡稱數位網路)。用於傳送語音服務的，稱為IDN。也存在其它服務的數位網路，介紹時須特別指明，如「資料IDN」。這裏的"I"指的是數位傳輸與數位交換的整合。
而判斷一個網路是否為ISDN的一個重要概念是考慮其外部可利用的服務特性，而不是通過它的內部體系、組成或技術來識別。只要能提供數位連接性，能承載多種服務，不論網路如何構成，從使用者觀點來看它就是ISDN。這裏"I"指的是服務的整合。
(二) 在同一個ISDN的網路中，通過提供端對端的數位透通性，它應具有承擔多種服務的能力。而服務整合的關鍵是採用有限的(少數的)幾種標準多用途使用者/網路介面。這些介面設備能適應多種服務終端機的接入，完成多種服務的傳輸。
(三) ISDN基礎數位通道的傳輸速率為64kb/s。
ISDN是由IAN繼而IDN爾後發展起來的。正如類比電話中的基本通道單元是頻帶為 300～3400Hz的基礎類比通道一樣，在數位電話網路(也在ISDN)中，也應有一個相對應的基本參量－基礎數位通路。這個基礎數位通道是依據電話信號的數位傳輸標準得來的，即一個基礎數位通道的位元速率定為64kb/s。它是IDN也是ISDN的基本通道單元。這個單元可看作是數位傳輸與數位交換的基礎。在ISDN的初期階段，各種電信服務均可在這個64kb/s的基礎上整合起來。因而這個階段也叫窄頻ISDN階段。
(四) ISDN提供標準的使用者/網路的擷取點；使用者通過一組有限個多用途使用者/網路介面進入ISDN。完成這種使用者/網路介面是服務整合的關鍵。
綜合上述。通信網路將從IAN向IDN乃至ISDN演變。ISDN能提供端到端的數位連接，並允許使用者直接介入數位位元流。在這個位元流上能提供多種服務。雖然IAN也能提供整合服務(可將資料變為類比語音)，但ISDN的資料服務增長會更快，而且就服務的多樣性來說，數位技術比類比技術更有效。ISDN作為一個全數位的整合服務的通訊網路，比之一般的非ISDN通信網路具有明顯的優越性。ISDN的主要特徵有：
試看21世紀，家家戶戶都擁有一部多功能的ISDN終端設備，透過一對「電話線」就可以隨心所欲地進行電話、電報、傳真、圖文電視等多種資訊的交流，那才真正踏入了資訊社會呢。如果外出辦事，還可以攜帶一個小型ISDN終端機。如同在電源插座上能夠接入各種家用電器那樣，ISDN為使用者提供的是統一的使用者線路插座，可以隨時隨地接入自帶的終端機並進行通信。到那時，辦公自動化的含義將變成：任何裝有ISDN插座的地方都可以辦公。
按照圖1-3而構成的ISDN系統的一般結構形式如圖1-4所示。圖中的使用者網路(使用者/網路介面)、本地網路和長途網路組成數位資訊傳輸網路；通信處理中心包括中繼系統通信處理中心和使用者系統通信處理中心(它又可細分為辦公通信中心和家庭通信中心)，二者通常由光纜等寬頻高速數位線路連接起來。終端接續裝置(即使用者 /網路介面)擺在使用者端，負責對各種終端機進行接續和控制。三部分功能的主要任務如下：
(1)基本交換功能；
(2)資訊傳輸功能；
(3)多種服務量的處理功能；
(4)錯誤控制及流量控制等傳輸控制功能；
(5)路由選擇及異常服務量處理等網路控制功能；
(6)故障處理等網路管理功能等。
網路的資訊處理功能與設備大多單獨考慮和網路完全分離開來。資訊處理中心視為一般終端機被設置在網路的外部。採用這種連接方式可能使服務的處理效率稍微下降一些，但是它為網路未來的發展和導入新的服務帶來很大方便。
在圖1-4中，相當於以往市內交換局的通信處理中心稱為使用者系統通信處理中心；相當於以往長途交換局的那一部分被稱為中繼系統通信處理中心。
通信處理中心相互之間，除光纜外，還使用現有的同軸電纜，微波中繼或通信衛星來進行高速數位傳輸。此時，電話信號、傳真信號全部變成脈衝形式，即在不瞭解資訊內容的情況下傳輸脈衝數位序列。另外，為了提高傳輸線路的可靠性，還可採取雙路由或多路由的方式以及傳輸線路自動倒換的方式。
目前，全世界大多數國家的電話網路仍以傳送類比語音信號的類比網路為主。IDN所佔比例不大。因此初期ISDN的規模有限，如圖1-5所示。為了使ISDN使用者能夠和其他網路的使用者通信，必須使ISDN能和現有的各種通信網路互連。圖1-5顯示ISDN的使用者通過網路間連接，與分封交換數據網路中的分封終端機及電話網路中電話使用者通信的情況。ISDN的內部結構對使用者並不重要。可以把它看成一個黑盒子。重要的是怎樣通過一條使用者線利用各種通信服務，也就是說如何在一條使用者線上完成各種服務的整合。解決這個問題的關鍵是提供有限個標準的多用途的使用者/網路介面。這是CCITT最主要的研究課題之一。關於使用者/網路介面的結構，待本章3.2敘述。
ISDN的發展大致可分為以下四個階段：
第一階段：實現64kbps電路交換的ISDN：
第二階段：實現整合電路交換和分封交換的ISDN：
第三階段：實現具有各種智慧通信的ISDN；
第四階段：實現寬頻ISDN。
在第一階段中，ISDN將由電話IDN演變而成。在第二階段中，完成使用者線路數位化以及通過數位介面讓使用者擷取系統(Subscriber Access Systems)能夠和64kbps的電路交換網路及分封交換網路相連。在第三階段中，提供各種已有的及不久將來要出現的新服務，實現語音、資料及影像等多媒體通信。高速電路交換的高速分封交換是寬頻ISDN 的基礎。第四階段的ISDN是具有智慧功能的通信網路。寬頻ISDN將為通信網路的最終目標智慧型網路和個人通信網路發展打下基礎。
隨著ISDN的發展，各種信號系統也將整合成一個公共的信號系統。具有這種共通道信號網路的ISDN能夠形成一個動態工作的基礎結構。它能夠對於服務量的變化直接給予響應。因此，公共信號系統在ISDN中佔有重要的位置。圖1-6是ISDN發展到第四階段的結構示意圖。
以上，我們以系統(即物理上明顯的物體，它包含一個或多個能發/收資訊的硬體或軟體實體)的角度討論了ISDN的結構。這對於ISDN的組建者在規劃、設計、建設、組織和管理ISDN系統中是最基本的概念。而從ISDN使用者的角度來看，關心的是ISDN究竟為使用者提供了那些交換和信號功能，即網路的體系結構模型。所謂體系結構是指使用者和程式設計者所看到的系統性能。它不反映系統的實體達成，而僅從概念上反映系統的邏輯構造和功能。
ISDN的功能體系結構如圖1-7所示。圖中：TE是終端設備功能方塊；CCF是連接控制功能方塊；S/T是使用者/網路介面參考點。
ISDN可達到七個主要的傳輸功能：
(1)使用者線交換功能(包括使用者線信號終端機、計費等)；
(2)64kbps的電路交換功能；
(3)64kbps的專線功能；
(4)實現資料分封交換的分封交換功能；
(5)實現可傳送使用者到使用者信號的公共通道信號功能；
(6)中、高速電路交換功能；
(7)中、高速專線功能。
64kbps電路交換功能是ISDN的基本功能。此外，它還有384kbps 的中速電路交換功能以及大於2Mbps的高速電路交換功能。ISDN的主要使用者是企業和機關團體，它們可以用從電信部門租用的專線把分散在各地的專用自動交換機(PABX)相互連接起來，構成本單位的專用網路。
一個完全的通信網路不僅需要有傳輸和交換功能，還需要有完成各種連接的控制及相應的信號功能，網路管理執行及維護功能。為了使網路與網路之間或是網路與終端機之間能夠互通或者相容，使ISDN的功能適應新服務的需要，ISDN的網路功能原則也採用了開放系統互連(OSI)的分層原則，亦即將一個通信過程所需執行的全部功能劃分為七個功能層。如需要變更某一層的功能僅需獨立地修改相對應功能的軟體模組，而無需改動整個網路的功能結構。ISDN七層功能的劃分、名稱及功能內容如表1-1所示。
上述的分層結構與國際標準化組織(ISO)所提出的開放系統互連(OSI)參考模型是一致的。該參考模型示意圖見圖1-8。
在ISDN中將第1～3層功能稱為低層功能(LLF)，其完成的是通信傳送功能。這是網路與終端機一定要具備的功能。CCITT已制定了第1～3層相對應的協定標準。這些協定標準主要與電信通道的建立、保持和釋放有關(屬I系列建議I.320)。按照這些標準，依靠低層功能就能保證使用者/網路介面間透通的資訊傳送。
第4～7層功能被稱為高層功能(HLF)，即通信處理功能。通常由終端機設備和終端機介面來提供。第4～7層的協定標準隨服務類型的不同而不同。對這些協定CCITT也有了一些相對應的建議。利用高層功能可以保證同種服務的不同類型終端機，甚至一些不同服務的終端機都可以互通。