Die Abkürzung ATM steht für Asynchronous Transfer Mode und bezeichnet ein Kommunikationsprotokoll, das für die Übertragung von Daten, Videos und Sprache genutzt werden kann. ATM arbeitet auf den Layern eins bis drei des OSI-Schichten-Modells und zeichnet sich durch seine kurzen Verzögerungszeiten, eine gute Skalierbarkeit sowie durch seine Zeittransparenz aus. Ein wichtiges Merkmal des Asynchronous-Transfer-Mode-Übertragungsprotokolls ist die feste Länge der ATM-Zellen. Die Zellen sind stets 53 Bytes groß und besitzen 48 Bytes Nutzdaten sowie fünf Bytes Zellheader. Die Zellen werden über asynchrones Zeitmultiplexing übertragen.
Erste Spezifikationen des Asynchronous Transfer Mode wurden bereits 1980 von der ITU (International Telecommunication Union) entwickelt. Ziel war es, ein Kommunikationsprotokoll zu schaffen, das auf Basis der Plesiochronen Digitalen Hierarchie (PDH) und der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) die Integration verschiedener Dienste erlaubt. ATM unterstützt nicht nur die leitungsvermittelte Datenübertragung, sondern auch paketbasierte Protokolle wie Frame Relay oder das Internet-Protokoll. Zunächst waren Telekommunikationsfirmen und das amerikanische Department of Defense federführend bei der Entwicklung von ATM. 1991 wurde von den ATM-Herstellern das ATM-Forum gegründet, das bis heute die Entwicklung leistet und die Spezifikationen bei der ITU-T zur Standardisierung einreicht.
Typisch für das Asynchronous-Transfer-Mode-Protokoll sind seine virtuellen Verbindungen und die Zellstruktur der Datenübertragung.
Ein Grund für die mit 53 Bytes recht kleinen Zellen ist die Minimierung des Jitters bei der Übertragung von Multiplex-Datenströmen. So können große Pakete einer Datenübertragung auf einer Leitung mit niedriger Geschwindigkeit Sprachpakete nicht mehr blockieren. Dies hält den Jitter der Sprachübertragung minimal.
ATM nutzt virtuelle Verbindungen, die sowohl temporär als auch permanent aufgebaut werden können. Im Standard sind hierfür virtuelle Pfade (VPs) und virtuelle Kanäle (VCs) vorgesehen. Pakete mit gleichen VPIs (Virtual Path Identifier) und VCIs (Virtual Chanel Identifier) nehmen gleiche Wege durch das Netz. Unterschiedliche virtuelle Verbindungen werden auch für das Multiplexen verschiedener Services innerhalb des Netzes genutzt.
Wichtige Bestandteile von ATM sind Traffic Management und Traffic Policing. Direkt beim Einrichten einer ATM-Verbindung erhalten die Netzknoten auf dem Weg Informationen über die Traffic-Klasse der Verbindung. Durch diesen Mechanismus können Bandbreiten im Netz für virtuelle Verbindungen und eine definierte Quality of Service reserviert werden. Die Einhaltung eines Verkehrsvertrags im Netz für zum Beispiel Telefonanlagen lässt sich durch Klassifizierung von Paketen, Queueing und Policing erreichen.