ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式）技术是以分组传输模式为基础并融合了电路传输模式高速化的优点发展而成的，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。ATM已被ITU-T于1992年6月指定为B-ISDN的传输和交换模式。由于它的灵活性以及对多媒体业务的支持，被认为是实现宽带通信的核心技术。
根据ITU-T定义，ATM是以信元为基本单位进行信息传输、复用和交换的。ATM信元具有53字节的固定长度，其中前5个字节是信元头，其余48个字节是有效载荷。ATM信元头的功能有限，主要用来标识虚连接，另外也完成了一些功能有限的流量控制，拥塞控制，差错控制等功能。
ATM是面向连接的交换，其连接是逻辑连接，即虚连接。ATM网络中，可以在物理链路上创建逻辑连接VP（Virtual Path，虚路径）和VC（Virtual Circuit，虚电路）。如图所示，一条物理链路上可以创建多条VP，每个VP可以采用复用方式容纳多个VC。不同用户的信元通过不同的VP和VC传递。VP和VC通过虚路径标识符（Virtual Path Identifier，VPI）和虚通道标识符（Virtual Channel Identifier，VCI）来标识。
ATM使用一对VPI/VCI的组合来标识一条逻辑连接。当一个连接被释放时，与此相关的VPI/VCI值对也被释放，它被放回资源表，供其它连接使用。
ATM交换机通过查找交换表项改变VPI/VCI值，实现ATM信元的转发。只改变VPI值的ATM交换过程称为VP交换，通过此方式建立的连接称为VPC（Virtual Path Connection，虚路径连接）。只改变VCI值或同时改变VPI/VCI值的ATM交换过程称为VC交换，通过此方式建立的连接称为VCC（Virtual Circuit Connection，虚电路连接）。
ATM基本协议框架分为3个平面，即用户平面、控制平面和管理平面。用户平面和控制平面又各分为4层，即物理层、ATM层、ATM适配层和高层，在各层中还有更精细的子层划分。
控制平面主要利用信令协议来完成连接的建立和拆除。
管理平面又分为层次管理和平面管理。其中层次管理负责各平面中各层的管理，具有与其它平面相对应的层次结构；平面管理负责系统的管理和各平面之间的通信。
各层的具体功能如下：
1.物理层主要提供ATM信元的传输通道，将ATM层传来的信元加上其传输开销后形成连续的比特流；同时，在接收到物理媒介上传来的连续比特流后，取出有效信元传递给ATM层。
2.ATM层在物理层之上，利用物理层提供的服务，与对等层进行以信元为单位的通信。ATM层与物理媒介的类型和物理层的具体实现无关，与具体传送的业务类型也无关。输入ATM层的是48字节的净荷，这48字节的净荷被称为分段和重组协议数据单元（SAR－PDU），而ATM层输出的则是53字节的信元，该信元将传送到物理层进行传输。ATM层负责产生5个字节的信元头，信元头将加到净荷的前面。ATM层的其他功能包括虚路径标识符/虚通道标识符（VPI/VCI）传输、信元多路复用/分用以及一般流量控制。
3.ATM适配层（ATM Adaption Layer，AAL）是高层协议与ATM层间的接口，它负责转接ATM层与高层协议之间的信息。目前，已经提出4种类型的AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5，每一种类型分别支持ATM网络中某些特征业务。大多数ATM设备制造商现在生产的产品普遍采用AAL5来支持数据通信业务。
4.ATM高层协议则主要具有WAN互连、语音互连、与现有3层协议互连、封装方式、局域网仿真、ATM的多协议和经典IP等功能。
发展优势：
ATM的主要优点是高带宽、有保证的服务质量和可扩展的、能提供所有速度与应用的拓扑结构，服务质量标准确保了一个应用所要求的带宽在该应用的信息请求期间都可供使用，例如，ATM为实况显示的音频和视频成分提供了性能，从而有足够的带宽进行完整的显示。由于ATM技术提供了处理声音、视频和数据的通用网络来降低整个网络成本，全世界的电信公司正朝着ATM发展。
ATM技术是建立在小的、规模不变的单元上的，它使快速交换成为可能，从而使多种等时的数据能在计算机网络传输中统计复用。统计复用规定了“根据需要定带宽”，电信频道不再被时分复用协议限制在固定的数据率上，实质上，一个应用只使用它所需要的带宽。如果一个应用因为突发数据需要附加的带宽，那么它就能请求附加的带宽，这一在处理高带宽应用上的灵活性在战术环境中具有明显的优势。
ATM协议能为所有的传输类型提供同构网络，不论是支持传统的电话、娱乐电视，还是支持LAN、MAN和WAN上的计算机网络传输，应用都使用同一协议。在设计上，ATM协议能处理等时数据，如视频、音频及计算机之间的其他数据通信。ATM协议在带宽上被设计成可扩展的，并能支持实时的多媒体应用。标准正好能执行1级光学载体（OC-1）(51.84Mbps)到OC-48(2.488Gbps)的传输率。
