Phương thức truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) là công nghệđa dịch vụ, có thể truyền đồng thời thoai, dữ liệu và video với tốc độ và độ tin cậy cao. Giá thành các hệ thống ATM đắt và chỉ được sử dụng ở một số mạng yêu cầu tốc độ, như mạng đường trục Backbone. Các chuẩn VoATM được định nghĩa bởi ATM Forum và ITU_T.
Giao thức dịch vụ tốc độ bit cố định CBR (Constant Bit Rate) của AAL1 là chuẩn truyển thoại qua ATM. Tuy nhiên giao thức này không hiệu quảđối với các ứng dụng thoại. Dịch vụ mô phỏng kênh CES (Circuit Emulation Service) có chất lượng dịch vụ cao nhất, cung cấp truyền một dòng liên tục các bit thông tin, cấp một lượng không đổi băng thông cho một kết nối trong thời gian truyền. Nhưng CES chiếm băng thông cho các ứng dụng khác. Ngoài ra, nhằm giảm trễ, CES gửi các ATM Cell trống không đợi thêm 6 ms để lấp đầy 47 byte dữ liệu thoại vào Cell. Điều này làm lãng phí băng thông khoảng 20 bytes trên một ATM Cell. Dịch vụ mô phỏng kênh băng thông
động DBCES là một biến thể của CES, DBCES không gửi một dòng bit cốđịnh các Cell mà chỉ
truyền khi có cuộc thoại hoạt động (Off Hook). Cũng như CES, một phần của Cell rỗng. Do đó sử
dụng AAL1 để truyền thoại qua ATM tăng phần tiêu đề dữ liệu thoại và lãng phí băng thông. Dịch vụ tốc độ bit biến đổi VBR của AAL2 trong khuyến nghị I.363.2 của ITU_T, cho phép
đóng gói các gói ngắn từ 1Byte đến 45-64 Bytes, gọi là các Minicells, thành một hoặc nhiều ATM Cell. Khác với AAL1, AAL2 cho phép các Cell có Payload khác thay đổi. AAL2 hỗ trợ nén thoại và nén khoảng lặng và cho phép nhiều kênh thoại có băng thông khác nhau trên một kết nối ATM
đơn.
Trong mạng thuần ATM, việc nén thoại là không cần thiết, do băng thông rất lớn. Tuy nhiên trong các mạng ATM-Frame Relay, việc nén thoại là cần thiết vì Frame Relay có nén thoại. Khi truyền thoại qua mạng ATM, các Permanent Virtual Circuit được dùng để truyền thoại và báo hiệu. Các bản tin báo hiệu sẽđược truyền một cách trong suốt trên các Signaling PVCs. Việc kết hợp giữa các hệ thống cuối cho phép chọn ra một PVC để truyền thoại giữa các trạm kết cuối. Trong mô hình dịch báo hiệu VoATM, ATM dịch báo hiệu từ cả các thiết bị mạng ATM và Non-ATM
Do giá thành của một mạng ATM rất cao nên thường chỉđược dùng cho mạng Backbone hoặc nhà cung cấp dịch vụ