El MODELO ATM (Modo de Transferencia Asincrona) surgio a partie de que la nueva tecnología debería ser capaz de proporcionar anchos de banda variables, ser transparente a los protocolos utilizados y soportar una gama amplia de servicios con soluciones específicas de velocidad, sincronización y latencia. 
Con éstas especificaciones aparecieron dos tecnologías de acceso en la interface usuario/red: Frame Relay y Cell Relay, la primera para transmitir datos especialmente y la segunda para transmitir cualquier tipo de tráfico. Las dos reclaman para sí lo mejor de ambos mundos, esto es la predictibilidad de las redes de circuitos y la flexibilidad de las redes de paquetes.

El Frame Relay (FRL) envia unos paquetes de tamaño variable, de 4Kbs a 8Kbs, denominados tramas. Esta tecnología garantiza un uso eficiente del ancho de banda disponible y es apta para transmitir datos o imágenes estáticas. Sin embargo resulta inapropiado para datos isocrónicos debido a que el tamaño grande y variable de sus tramas no permite garantizar un retardo de entrega constante. El frame relay se presenta como un sólido interfaz de usuario al optimizar los recursos disponibles aunque no debería contemplarse como una arquitectura de red.

El Cell Relay (ATM) envia unos paquetes de 53 bytes denominados células. El pequeño tamaño de los paquetes garantiza un mínimo retardo aunque supone un incremento del overhead: cuanto más pequeño es el paquete, más proporción hay de cabeceras y más pérdida de ancho de banda. Las ventajas obtenidas es una baja latencia que permite transportar datos isocrónicos y una eficiente conmutación hardware gracias al tamaño constante de los paquetes.

El ATM puede ser considerado como una tecnología de conmutación de paquetes en alta velocidad con unas características particulares:

• Los paquetes son de pequeño y constante tamaño (53 bytes).

• Es una tecnología de naturaleza conmutada y orientada a la conexión.

• Los nodos que componen la red no tienen mecanismos para el control de errores o control de flujo.

• El header de las células tiene una funcionalidad limitada.
  
  Simplificando al máximo podemos ver que una red ATM está compuesta por nodos de conmutación, elementos de transmisión y equipos terminales de usuarios. Los nodos son capaces de encaminar la información empaquetada en células a través de unos caminos conocidos como Conexiones de Canal Virtual. El routing, en los nodos conmutadores de células, es un proceso hardware mientras que el establecimiento de conexiones y el empaquetamiento/ desempaquetamiento de las células son procesos software.
  
  El ATM se divide en tres niveles que se combinan de forma jerárquica de modo que cada capa superior puede tener uno o varios de los elementos inferiores.
  
  Se llama Canal Virtual (VC) a la conexión unidireccional entre usuarios. Importante resaltar la unidireccionalidad: si dos usuarios quisieran estar conectados en Full Duplex deberán utilizar dos canales. Los VC, además de transportar datos entre usuarios, también son utilizados para transportar la señalización y la gestión de la red.
  
  Se llama Trayecto Virtual (VP) al conjunto de canales virtuales que atraviesan multiplexadamente un tramo de la red ATM. Los VP facilitan la conmutación de los canales virtuales, pues conectan tramos enteros de la red ATM. De no existir por cada conexión entre usuarios obligaría a reelaborar todas las tablas de routing de los nodos atravesados lo cual supondría un incremento del tiempo necesario para establecer una conexión.
  
  La Seccion Fisica (PS) conecta y proporciona continuidad digital entre los diferentes elementos que componen la red controlando el flujo de bits. Debe mantener en óptimas condiciones las señales físicas, eléctricas u ópticas regenerándolas cuando resultan afectadas por atenuaciones, ruido o distorsiones.
  
  Los conmutadores de VP modifican los identificadores VPI para redirigir las rutas de entrada hacia una salida específica. Un conmutador de VP no analiza ni modifica el campo VCI, ya que al operar en un nivel inferior conmuta todos los Canales asociados a dicha Ruta. Los conmutadores de VC aplican un mayor nivel de complejidad ya que manejan atributos como nivel de errores, calidad servicio, ancho de banda o servicios relacionados con la tarificación. Las tablas de routing de cada nodo pueden estar ya predefinidas, o bien deben construirse dinámicamente en el tiempo del establecimiento de las conexiones realizadas mediante el protocolo Q.2931 similar al Q.931 utilizado en el ISDN para banda estrecha.

  Una Ruta Virtual puede ser Permanente (PVP) o Conmutada (SVP). Si es conmutada, es decir si se ha establecido explícitamente para una comunicación, todos sus Canales Virtuales (VC) asociados son dirigidos a través de ese camino y no será necesario conmutarlos. Si el VP es permanente es probable que sólo conecte troncales de la red por lo que los VC deberán ser conmutadas en algún nodo de la red. El routing de Canales y Rutas Virtuales es realizado mediante etiquetas, nunca con direcciones explícitas. Por ejemplo un nodo de conmutación debe leer el identificador VCI = i de cada célula que entra por el puerto K y de acuerdo con su tabla de routing, la envía por el puerto Q modificando el header al escribir VCI = j.