音声信号がパケットに縮小され、バースト的なデータ トラフィック（大きなデータ パケットを含むトラフィック）とリンクを共有しなければならない場合、音声パケットがどれほど小さくできたとしても、フルサイズのデータ パケットに常に遭遇することになります。 通常のキューイング条件下では、セルは最大限のキューイング遅延を経験する可能性があります。 この問題を避けるため、ATMのパケット（セル）はすべて同じ小さいサイズになっています。 さらに、固定セル構造は、ソフトウェアで切り替えられルーティングされたフレームによってもたらされる固有の遅延なしに、ATM がハードウェアによって容易に切り替えられることを意味します。 なぜなら、デジタル化された音声のアナログ音声信号への変換は本質的にリアルタイムのプロセスであり、良い仕事をするために、これを行うデコーダー (コーデック) はデータ項目の等間隔のストリームを必要とするからです。 次のデータ項目が必要なときに利用できない場合、コーデックは沈黙を作り出すか、推測するしかありません。また、データが遅れた場合、それが信号に変換されるべき時間帯がすでに経過しているため、役に立ちません。
ATMの設計当時、ペイロード135Mビット/秒の155Mビット/秒同期デジタル階層（SDH）は高速光ネットワークリンクと考えられており、デジタルネットワークの多くのプレシオクロナスデジタル階層（PDH）リンクはかなり遅くて1.155 Mbps では、イーサネットの最大サイズの IP パケットを含むのに十分な、典型的な全長 1,500 バイト (12,000 ビット) のデータ パケットの送信に 77.42 μs を要しました。 1300>
このようなデータパケットによって引き起こされるキューイング遅延は、短いスピーチパケットのパケット生成遅延に加えて、7.8 ms という数字の数倍を超えるかもしれません。 これは、高品質のサウンドを生成するためにコーデックに供給されるデータ ストリームのジッターを低くする必要がある音声トラフィックには受け入れられないと考えられていました。 ネットワークとコーデックの間に再生バッファを使用し、コーデックがデータ内のほぼすべてのジッターを処理できる大きさのものを使用します。 これにより、ジッターを平滑化することができますが、バッファを通過する際に生じる遅延のため、ローカル ネットワークでもエコーキャンセラーが必要でした。 また、チャネル全体の遅延を増加させ、高遅延チャネルでの会話を困難にしました。
ATMは2種類のセル形式を定義しています。 ユーザー-ネットワークインタフェース（UNI）とネットワーク-ネットワークインタフェース（NNI）です。 ほとんどのATMリンクはUNIセル形式を使用します。
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UNIATMセルの図
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を含む。
NNIATMセルの図
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GFC = 汎用フロー制御（GFC）フィールドは4-8バイトのフィールドです。ビットフィールドは、もともとATMネットワークとDQDB（Distributed Queue Dual Bus）リングなどの共有アクセスネットワークとの接続をサポートするために追加されました。 GFCフィールドは、ユーザーネットワークインターフェース（UNI）に4ビットを与え、その中で様々なATM接続のセル間の多重化とフロー制御をネゴシエートするように設計されています。 しかし、GFCフィールドの使用と正確な値は標準化されておらず、このフィールドは常に0000に設定されています。 VPI = 仮想パス識別子（8ビットUNI，または12ビットNNI） VCI = 仮想チャネル識別子（16ビット） PT = ペイロードタイプ（3ビット） PT bit 3（msbit）: ネットワーク管理セル。 0 の場合，ユーザデータセルとなり，以下が適用される。 PT bit 2: Explicit forward congestion indication (EFCI); 1 = ネットワーク輻輳が発生 PT bit 1 (lsbit): ATMユーザ間ビット（AAU）。 パケット境界を示すためにAAL5で使用される。 CLP = Cell loss priority (1-bit) HEC = Header error control (8-bit CRC, polynomial = X8 + X2 + X + 1)
ATM は PT フィールドを使用して，運用，管理，管理 (OAM) 目的の様々な特別な種類のセルを指定し，いくつかの ATM 適応層 (AAL) でパケット境界を定義するために使用しています。 PTフィールドの最上位ビット（MSB）が0であれば、これはユーザデータセルであり、他の2ビットはネットワークの輻輳を示すためとATM適応層で利用できる汎用ヘッダビットとして使用される。 MSBが1の場合、これは管理セルであり、他の2つのビットはタイプを示す。 (ネットワーク管理セグメント、ネットワーク管理エンドツーエンド、リソース管理、将来の使用のための予約)
いくつかのATMリンクプロトコルはCRCベースのフレーミングアルゴリズムを駆動するためにHECフィールドを使用し、これはヘッダー保護のために必要な以上のオーバーヘッドなしにATMセルの位置を特定することを可能にするものです。 8 ビット CRC は、シングルビットヘッダエラーを修正し、マルチビットヘッダエラーを検出するために使用されます。 マルチビットヘッダエラーが検出されると、ヘッダエラーのないセルが見つかるまで、現在および後続のセルがドロップされます。
UNIセルは、ユーザ間のローカルフロー制御／サブマルチプレクスシステム用にGFCフィールドを予約しています。 これは、2台のISDN（Integrated Services Digital Network）電話が1つの基本レートのISDN接続を共有できるのと同じように、複数の端末が1つのネットワーク接続を共有できるようにするためのものである。
NNIセルフォーマットは、4ビットのGFCフィールドがVPIフィールドに再割り当てされ、VPIが12ビットに拡張される以外は、UNIフォーマットをほぼ正確に複製しています。 したがって、単一のNNI ATM相互接続は、ほぼ212のVPを、それぞれほぼ216のVCまでアドレスすることができます（実際には、VPおよびVC番号の一部が予約されています）。 標準的なAALにはAAL1、AAL2、AAL5があり、まれにAAL3、AAL4が使用されます。 AAL1は定ビットレート（CBR）サービスや回線エミュレーションに使用されます。 同期もAAL1で維持されます。 AAL2〜AAL4は可変ビットレート（VBR）サービス、AAL5はデータ用に使用されます。 あるセルでどのAALが使用されるかは、セルには符号化されていません。 その代わり、仮想接続ごとにエンドポイントでネゴシエートされたり、設定されたりします。 1500 バイト（12000 ビット）のフルサイズ・イーサネット・フレームは、10 Gbit/s ネットワークで送信するのにわずか 1.2 µs しかかからないため、競合によるジッタを減らすためにスモールセルの必要性が減少します。 このことから、ネットワークバックボーンのATMをイーサネットに置き換えるケースを考える人もいます。 リンク速度の向上自体は、キューイングによるジッターを軽減するものではありません。 また、IP パケットのサービスアダプテーションを実現するための ハードウェアは、非常に高速になると高価になります。 具体的には、OC-3以上の速度では、セグメンテーションと再アセンブリ（SAR）ハードウェアのコストにより、ATMはPacket Over SONET（POS）よりもIPに対して競争力を失います。その固定48バイトセルペイロードにより、IPが動作するOSI層は少なくとも576バイトの最大伝送単位（MTU）を提供する必要があるので、ATMは（データリンクレベルでSARの必要なく）直接IPを支えるデータリンク層としては適切でありません。 SARの性能限界は、最速のIPルータのATMインタフェースがSTM16であることを意味します – 実際に比較するSTM64、2004年の時点でPOSは、将来的に期待される高い速度でOC – 192（STM64）で動作することができますが、セグメント化と再アセンブリ（SAR）に基づく制限を指定します。
これらの低速では、ATM は単一の物理または仮想媒体で複数の論理回路を伝送する有用な機能を提供しますが、マルチリンク PPP やイーサネット VLAN など、VDSL 実装ではオプションである他の技術も存在します。 DSLは、ATMネットワークのアクセス方式として使用することができ、電話局のセントラルオフィスにあるDSL終端ポイントから、広域のATMネットワークを通じて多くのインターネットサービスプロバイダに接続することができます。 少なくとも米国では、これによってDSLプロバイダは多くのインターネットサービスプロバイダの顧客にDSLアクセスを提供することができるようになった。 1つのDSL終端ポイントが複数のISPをサポートできるため、DSLの経済的実現可能性が大幅に改善されたのです
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