隨著全球互聯網（Internet）的迅猛發展，上網人數正以幾何級數快速增長，以因特網技術為主導的數據通信在通信業務總量中的比列迅速上升，因特網業務已成為多媒體通信業中發展最為迅速、競爭最為激烈的領域。二十一世紀是信息產業持續發展的時期，ip技術使得信息匯集和現有網絡整合成為可能，IP over everything已成為無可爭辯的事實。
IP地址表示IP數據報將要發送到的位置，其實就是連接到Internet上的主機分配的一個全世界范圍內唯一的32比特地址，分為A、B、C、D、E五類，常用的A類、B類、C類地址都是由網絡號字段（net-id）和主機號字段(host-id)兩個字段組成。某些IP地址保留為特殊用途，不能用于主機、子網或網絡地址。掩碼用來識別IP地址中網絡號的位數。當使用掩碼確定一個網絡中的子網時，這個掩碼就認為是子網掩碼(Sub Net Masking)，它的用途就是通知TCP/IP主機，32位的IP地址的哪些位對應網絡地址，哪些位對應主機地址。子網的劃分是由于當初IP地址的設計存在很多不合理的地方，使得各類網絡和主機的使用數量存在很大的差別并且龐大和不好管理，IP地址使用時也會造成很大浪費。而且IP地址的這種編址方法還存在著許多缺陷，最明顯的就是地址是指向網絡連接，而不是某臺主機。通過子網劃分，即將一個大的網絡劃分成若干相對較小的網，并用路由器連接，可以更大程度地利用網絡帶寬，很好地解決以上問題。
IP over ATM是IP與ATM的結合，當前有兩種技術方式：即重疊技術和集成技術。重疊技術是將IP網絡層協議重疊在ATM之上，即ATM網與現有的IP網重疊，在ATM端點同時使用ATM和IP兩種地址的映射功能，發送端在得到接收端ATM地址后，便可建立ATM/SVC連接，傳送LAN數據包。集成技術是將IP路由器的智能和管理性能集成到ATM交換機形成一體化平臺，僅要求標識IP地址，無須ATM的地址解析協議，簡化了ATM的路由選擇功能，提高了IP轉發效率，同時保留了路由的靈活性。
IP over ATM技術的優點是可充分利用ATM的快速交換和完善的QoS功能，保證網絡的服務質量；網絡具有很好的擴展性和靈活性；支持多種業務、數據、語音、視頻匯集到一個網絡上，為不同業務類型提供不同的服務質量QoS；有很好的網絡流量管理和控制性能，表現在ATM流量控制方面非常精細，這一點對帶寬是非常寶貴的、線路費用非常高的廣域網來說就顯得非常重要，這是目前ATM能在廣域網中被廣泛采用的原因之一。
IP over ATM技術的缺點：由于IP數據包必須映射成ATM信元，由此形成的傳輸開銷稱為“信元稅”，故傳輸效率低；網絡管理比較復雜，設備昂貴；不太適用于超大型IP骨干網。
2. IP over SDH
ATM能支持多種業務曾經是它獨一無二的特點，但隨著IP技術的發展和網絡硬件的不斷完善，今天的IP已成為各種業務的核心，數據語音和視頻業務都可由IP承載，ATM的優點已由IP技術取代，特別是當數據業務量超過語音和視頻時，更顯得ATM沒有存在的必要，況且去掉ATM還可以提高傳輸效率。因此，IP over SDH應運而生，這一技術也極大地動搖了ATM在廣域網中的地位。
SDH傳送網的概念最初于1985年由美國貝爾通信研究所提出，稱之為同步光網絡（Synchronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等級的標準傳送結構組成的，適用于各種經適配處理的凈負荷（即網絡節點接口比特流中可用于電信業務的部分）在物理媒質，如光纖、微波、衛星等上進行傳送。該標準于1986年成為美國數字體系的新標準。國際電信聯盟標準部（ITU-T）的前身國際電報電話資詢委員會（CCITT）于1988年接受SONET概念，并與美國標準協會（ANSI）達成協議，將SONET修改后重新命名為同步數字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成為同時適應于光纖、微波、衛星傳送的通用技術體制。
IP over SDH以SDH網絡作為IP數據網絡的物理傳輸網絡。它使用鏈路及點到點協議（PPP：Point To Point Protocol）對數據包進行封裝，根據RFC1662規范把IP分組簡單地插入到PPP幀中的信息段。然后再由SDH通道層的業務適配器把封裝后的IP數據包映射到SDH同步凈荷中，然后經過SDH傳輸層和段層，加上相應的開銷，把凈荷裝入一個SDH幀中，最后達到光網絡，在光纖中傳輸。IP over SDH，也稱為PACKET over SDH （PoS），它保留了IP面向無連接的特征。
IP over SDH的優點是：對IP路由的支持能力強，具有很高的IP傳輸效率；符合Internet業務的特點，如有利于實施多播方式；能利用SDH技術本身的環路和網絡自愈合能力達到鏈路糾錯的目的；同時又利用OSPF協議防止鏈路故障造成網絡停頓，提高網絡的穩定性；將IP網絡技術建立在SDH傳輸平臺上，可以很容易地跨越地區和國界，兼容不同技術標準實施全球聯網；聲略了ATM層，簡化了網絡結構，降低了運行成本。在有線電視網絡平臺上IP over SDH適用于省際網絡和省內網絡上的IP傳輸。
IP over SDH的缺點是：IP over SDH目前尚不支持虛擬專用網VPN和電路仿真；在所有包交換技術中，ATM的QoS是最好的，它可以做到電路仿真，而IP over SDH技術只能進行業務分級，不能提供較好的QoS；對大規模的網絡必須處理龐大、復雜的路由表，而且查找困難，路由信息占用比較大的帶寬。
從光通信技術發展趨勢看，SDH/SONET未來將讓位于波分復用技術，因此，IP over SDH將最終發展成為IP over WDM（IP over OPTICAL）
IP over WDM就是讓IP數據包直接在光路上跑，減少網絡層之間的冗余部分。由于省去了中間的ATM和SDH層，其傳輸效率最高，節省了網絡運行成本，同時也降低了用戶的費用，是一種最直接、最經濟的IP網絡結構體系，非常適用于特大型骨干網。
IP over WDM具有以下優點：充分利用光纖的帶寬資源，極大地提高了帶寬和相對傳輸效率；對傳輸碼率、數據格式及調制方式透明，可以傳送不同碼率的ATM、SDH/SONET和千兆以太網格式的業務；不僅可以和現有通信網絡兼容，而且還可以支持未來的寬帶業務網及網絡升級，并且有可推廣性和高度生存性等特點。
IP over WDM的缺點是還沒有實現波長的標準化，WDM系統的網絡管理應與其傳輸的信號和網管分離；WDM系統的網絡管理還不成熟；目前WDM系統的網絡拓撲結構只是基于點對點的方式，還沒有形成“光網絡”。
IP的三種傳輸方案各有優缺點，在實際應用中需要根據具體情況分別對待，若主干網原已采用了ATM設備，則可以采用IP over ATM方案，由于ATM端口速率高，有完善的QoS（服務質量）保證，產品成熟，因而可提高IP網交換速率，保證IP網的服務質量；若主干尚未涉及ATM，則采用IP over SDH方案，由于去掉了ATM設備，投資少，見效快而且線路利用率高。因而就目前而言，IP over SDH是較好的選擇。而在城域主干網中，IP over SDH技術相對而言投入較高，采用IP over WDM技術會更實用。IP over WDM的優勢是減少網絡各層之間的中間冗余部分，減少SDH、ATM、IP等各層之間的功能重疊，減少設備操作、維護和管理費用。并且IP over WDM技術能夠極大地拓展現有的網絡帶寬，最大限度地提高線路利用率，在外圍網絡千兆以太網成為主流的情況下，這種技術能真正地實現無縫接入，這預示著IP over WDM代表寬帶IP主干網的未來。
