ATM adalah singkatan dari Asynchronous Transfer Mode (ATM), adalah teknologi switching dan multiplexing, dimaksudkan untuk memindahkan berbagai jenis trafik (data, suara, video, audio) dengan cepat dan efisien. ATM merupakan sebuah teknologi lapisan 2, yang dapat digunakan oleh siapa saja, namun sekaligus merupakan sebuah jaringan publik sebagaimana halnya Internet, dengan sistem pengalamatan yang dikelola secara rapi, sehingga setiap perangkat di dalam jaringan dapat memiliki sebuah identitas yang unik.

Gambar. Protokol ATM.
Asynchronous Transfer Mode merupakan standar internasional untuk cell relay di mana multiple tipe layanan (semisal suara digital / voice, video, atau data) disampaikan dalam fixed length (53-byte) cells. Fixed-length cells memungkinkan proses sel (cell) berlangsung dalam perangkat keras (hardware), dengan demikian akan mereduksi keterlambatan transmit. ATM dirancang untuk transmisi media berkecepatan tinggi seperti E3, SONET, dan T3.Standard ini memberikan keuntungan:
1)    Antarmuka lebih dispesifikasikan daripada arsitektur internal atau seluk-beluk pelaksanaannya. Pendekatan ini mempertahankan kemampuan beroperasi antar peralatan vendor-vendor yang berlainan, memberikan fleksibelitas untuk mempertinggi waktu kerja produk.
2)    Standard yang sama dapat digunakan untuk LAN dan WAN, pelaksanaan dari ATM. ATM memberikan integrasi tanpa layer kecepatan tinggi dari LAN dan WAN.
ATM mengijinkan pengelola jaringan untuk mendesain jaringan dengan efisiensi yang tinggi, fleksibel, kemampuan memetakan.Jaringan ATM mempunyai karakteristik: 
1)    Paket ATM dan pengiriman informasi dalam 53 byte, format sel yang tertentu, tak tergantung dari kecepatan link (mata rantai hubungan) atau tipe media yang harus dilewati atau aplikasi yang dibawa.
2)    ATM dapat dioperasikan pada kecepatan yang berbeda (contoh, 155 Mbps atau 45 Mbps) dan dapat bekerja pada tipe media yang berbeda (seperti serat optik multimode, single-mode dan STP dan UTP kabel). Antarmuka ini dapat seenaknya dicampur dalam satu jaringan.
Karakteristik ini berarti ATM cocok untuk lingkungan dengan wilayah yang besar (seperti interkoneksi perlengkapan dekstop, backbone untuk LAN kampus, dan WANs) dan dapat digunakan untuk membawa bermacam-macam aplikasi yang besar (seperti, suara, gambar, dan data). ATM memberikan solusi terbaik untuk jaringan yang membutuhkan kecepatan tinggi, latency yang rendah, pendukung aplikasi yang fleksibel.
Arsitektur ATM
 Arsitektur ATM  digambarkan serupa dengan model OSI seperti di bawah ini.

OSI Layer	ATM sublayer
Jaringan layer3	Layer yang lebih tinggi, termasuk: 1.      Pensinyalan seperti Interim Local Management Interface (ILMI)  2.      Transfer Data
Data link layer2	ATM Adaptation Layer (AAL), termasuk: 1.      Convergence Sublayer (CS) 2.      Segmentation and Reassembly Sublayer (SAR)
Physical layer 1	Physical layer, termasuk: 1.      Transmission Convergence(TC): Contoh: Synchronous Optical Network (SONET) 2.      Physical Medium Dependent (PMD)

Format data ATM
Dasar informasi yang digunakan oleh ATM adalah cell berukuran tetap yang terdiri dari 53 oktet atau byte. 5 byte pertama berisi informasi header, seperti pengenal koneksi, sementara 48 byte sisanya berisi data, atau payload.
Karena switch ATM tidak harus mendeteksi ukuran unit data, switching dapat dilakukan secara efisien. Ukuran kecil sel juga membuat itu cocok untuk transfer data real-time, seperti suara dan video. Lalu lintas seperti tidak toleran terhadap keterlambatan akibat harus menunggu paket data yang besar yang akan diambil dan diteruskan Cell ATM termasuk sebuah header 5-byte. Tergantung pada antarmuka, header ini bisa menjadi baik dalam UNI atau NNI format.
 Gambar. Antar Muka ATM Protocol.
Cell UNI header memiliki bidang-bidang berikut :
1)    GFC = Generic Flow Control (4 bits) (default: 4-bit nol) digunakan untuk mengontrol aliran sel dari user-jaringan.
2)    VPI = Virtual Path Identifier (8 bit Uni) atau (12 bits NNI) merupakan bidang routing untuk jaringan.
3)    VCI = Virtual channel identifier (16 bits) digunakan untuk routing ke dan dari pemakai ujung.
4)    PT = Tipe payload (3 bits) menunjukkan jenis-jenis informasi
5)    CLP = Cell Loss Priority (1-bit) menyediakan bimbingan kepada jaringan saat terjadi kemacetan.
6)    HEC = Header Error Control (8-bit CRC, jumlahnya banyak = X 8 + X 2 + X + 1) digunakan untuk mendeteksi kesalahan. Dan membetulkan kode sehingga memberikan perlindungan terhadapkesalahan dalam jaringan.
Cell NNI format header, digambarkan pada gambar diatas, mencakup bidang yang sama kecuali bahwa ruang GFC dipindahkan dengan spasi VPI lebih besar, menempati 12 bit dan membuat VPIs lebih tersedia untuk NNIs.
Sistem Pengalamatan
Standard ITU-T berdasarkan pada penggunakan system pengalamatan E.164 (PSTN) untuk jaringan ATM Publik. ATM Forum mendefinisikan format alamat berdasarkan pada struktur jaringan OSI yaitu network service access point (NSAP) address. Format alamat ATM NSAP terdiri atas 20 byte yang di desain untuk penggunan dalam jaringan ATM private, sementara jaringan public menggunakan system pengalamatan E.164 yang didefiniskan oleh ITU-T. Forum ATM telah memberikan format encoding dari system pengalamatan NSAP ke E.164, sehingga pengalamatan E.164 dapat digunakan pada jaringan privat. Format pengalamatan NSAP berisi atas tiga bagian:
1)    The authority and format identifier (AFI) – AFI mengidentifikasi tipe dan format dari IDI, dimana secara bergiliran, mengidentifikasi pengalokasian alamat dan otoritas administrative.
2)    The initial domain identifier (IDI) – IDI adalah nomor dengan format E.164. Jika menggunakan format Data country code (DCC), IDI adalah data dari alamat Negaraseperti telah dijelaskan pada ISO 3166, “setiap alamat diatur oleh anggota ISO nasional di setiap negara”. Jika menggunakan format ICD, IDI adalah international code designator (ICD) yang dialokasikan dalam ISO 6523. ICD mengidentifikasi organisasi internasional tertentu. Namun, forum ATM merekomendasikan jaringan public atau privat dari service provider tidak menggunakan format DCC atau ICD, melainkan membuat perencanaan penomoran sendiri the domain specific part (DSP) – DSP berisi routing informasi aktual.
Kelebihan & Kekurangan
Terdapat beberapa kelebihan dari ATM, diantaranya adalah sebagai berikut ini :
1)    ‘Label Switching’: Dalam protokol ATM menggunakan label switching karena pada label switching bekerja dengan cara memeriksa 3 lapisan header apabila satu paket diterima router, dan menghantarkan paket tersebut ke hop (node) yang berikutnya berdasarkan tujuan yang diinginkan. Label switching mempunyai banyak kelebihannya, diantaranya lebih mudah untuk membina satu label switching router kerena paket yang digunakan boleh dilalui oleh label sebagai indeks ke dalam  switch memory untuk menentukan hop seterusnya dan juga karena label lebih ringkas dibandingkan alamat IP. Kedua, dengan menggunakan label switching maka proses pengiriman dalam ATM akan lebih cepat dan melibatkan cost yang lebih rendah. Ketiga, label switching disekitar ATM kurang lebih sama dengan protokol lain sehingga bukan suatu yang mustahil untuk menggunakan cara yang sama untuk penghantaran paket dan juga pengurusan rangkaian
2)    ‘Low latency’ :Salah satu ciri penting dari ATM adalah rendahnya penyembunyian dan ketidaknampakan dari kapasitas untuk merentangi LAN dan WAN. Hal ini disebabkan oleh paket-paket yang terdapat dalam lapisan ATM yang mempunyai panjang yang tetap. Kadar kelajuan dan bandwidth yang tinggi :Karena faktor „low latency‟ ATM digunakan untuk aplikasi yang memerlukan kadar kelajuan dan bandwidth yang tinggi. Saat ini terdapat banyak LAN berkecepatan tinggi seperti gigabit Ethernet dan MAN yang dapat menampung 10 Km luas diameter menggunakan protokol ATM sebagai fiber-distributed data interface (FDDI) dan dual queue distributed bus (DQDB).
3)    Penyatuan rangkaian: Pada dasarnya paket protokol hanya sesuai untuk „bit variable service‟ dan tidak boleh memindahkan data yang berbeda. Namun dalam Protokol ATM, protokol tersebut telah direkayasa agar mampu membawa berbagai jenis data sesuai dengan keperluan pengguna
4)    Kemampuan bekerja dengan protokol yang ada dan legasi LAN : Aplikasi yang baru memerlukan bandwith yang tinggi, pada ATM bandwith yang tinggi dapat terpenuhi tanpa harus membangun protokol sendiri. Karena ATM menggunakan yang sudah ada dan legasi LAN seperti Ethernet, Token Ring, dan FDDI. Sehingga ATM hanya menggunakan jaringan yang sudah ada dan hanya perlu ditambahkan perangkat tambahan jika diperlukan.
5)    Bandwidth atas permintaan : Dengan ATM, pengguna boleh meminta bandwidth yang diinginkan apabila satu panggilan dimasukkan, rangkaian akan mulai mencari bandwidth yang diminta secara dinamik.
Kekurangan pada ATM adalah Komponen penunjang jaringan ATM seperti juga jaringanan yang lain tersusun atas material fisik. Perubahan fisis karena pengaruh suhu, aliran elektron, petir, dan sebagainya akan menimbulkan noise yang akan berpengaruh pada unjuk kerja jaringan. Selain kesalahan transfer karena sebab-sebab fisis di atas, dalam jaringan ATM yang melibatkan bit-bit informasi kemungkinan terjadinya kesalahan bertambah karena mekanisme penanganan bit-bit informasi yang memiliki kelemahan, misalnya mekanisme pembuangan sel atau paling tidak penundaan pengiriman sel apabila terjadi overflow. Kekurangan-kekurangan di atas pada akhirnya akan menyebabkan menurunnya kualitas layanan jaringan ATM secara keseluruhan.