Trong chế độ này, cả hai loại địa chỉ IP và ATM đồng thời được sử dụng trong mạng. Do vậy, một bộ định tuyến hoặc một máy chủ khi gắn vào một mạng ATM phải được xác định bởi cả hai loại địa chỉ là IP và ATM.
Nếu kênh PVC không được thiết lập từ trước thì một máy chủ IP nguồn phải biết địa chỉ ATM của máy chủ IP đích mà nó muốn liên lạc. Do vậy, cần một ánh xạ địa chỉ từ IP đến ATM để máy chủ IP nguồn có thể yêu cầu một kết nối SVC đến máy chủ IP đích cần liên kết. Máy chủ IP có thể làm được công việc này nhờ vào cấu hình mạng mà nó đã biết hoặc nhờ vào việc truy cập đến bảng ánh xạ địa chỉ IP-ATM của Server phân giải địa chỉ (ARS: Address Resolution Server). Trong thực tế, cần hai giao thức tách biệt để định tuyến cho các mạng đích IP và ATM mặc dù có thể có giao thức định tuyến đơn có thể hỗ trợ cả hai loại trên (Ví dụ I-PNNI: Intergrated PNNI).
Chế độ địa chỉ tách biệt có các đặc điểm sau:
Mỗi thiết bị được sử dụng ở mạng phải được xác định bởi địa chỉ IP và ATM.
Sử dụng các giao thức định tuyến tách biệt cho hai loại địa chỉ khác nhau. Cụ thể OSPF, BGP, ... cho IP và UNI, PNNI cho địa chỉ ATM.
Trong thực tế, việc sử dụng cơ cấu “yêu cầu máy chủ Server thực hiện” làm xuất hiện độ trễ cho gói tin khi thiết lập đường định tuyến bình thường giữa 2 máy chủ trên cùng một mạng con hay đường tắt
Chế độ địa chỉ tách biệt được sử dụng kiểu chuyển mạch IP kiểu chồng phủ ví dụ như giải pháp MPOA (Multi Protocol Over ATM).