Το μέρος των προδιαγραφών που περιγράφουν το τι γίνεται στο φυσικό επίπεδο γιά μία σύνδεση ΑΤΜ δεν αποτελούν κομμάτι του, αλλά μάλλον συμπλήρωμά του, και αποτελεί τμήμα έρευνας των επιτροπών που ερευνούν αυτή τη στιγμή το θέμα.

Η υποεπιτροπή T1S1 έχει αποφανθεί σαν προτιμώμενο φυσικό επίπεδο για το ΑΤΜ το SONET (Synchronous Optical Network) το οποίο υποστηρίζει εύρος ζώνης 155.5 Mbps (προδιαγραφή STS-3c), 622 Mbps (προδιαγραφή STS-12) και 2.4 Gbps (προδιαγραφή STS-48). Το SONET προβλέπει ένα βασικό εύρος ζώνης για όλες τις συνδέσεις στα 51.84 Mbps, από τα πολλαπλάσια του οποίου προκύπτουν όλες οι προδιαγραφόμενες ταχύτητες (155.5=3*51.84, 622=12*51.84 κ.λ.π.).

Το SONET προτυποποιεί τον τρόπο που θα μεταφέρονται δεδομένα με σύγχρονο τρόπο διαμέσου οπτικών καναλιών, χωρίς όμως να υπάρχει η ανάγκη για συγχρονισμό μεταξύ των κόμβων του δικτύου (δηλ. πρόκειται για ένα πλησιόχρονο μέσο μετάδοσης).Το SONET μπορεί να αναφέρεται στην Ευρώπη και σαν SDH (Synchronous Digital Hierarchy), και ένας από τους λόγους της προτυποποίησης του αυτής είναι η εγγύηση της ομαλής λειτουργίας μεταξύ διαφορετικών εταιριών από διάφορα εθνικά ή αστικά δίκτυα.

Στα δίκτυα ΑΤΜ οι προσφερόμενες λειτουργίες και δυνατότητες μεταφοράς ακολουθούν μία ιεραρχική δομή. Το μέσο μετάδοσης παρέχει την υπηρεσία μεταφοράς στο νοητό μονοπάτι (VP - Virtual Path). Αντίστοιχα το νοητό μονοπάτι παρέχει την υπηρεσία μεταφοράς στο νοητό κανάλι (VC - Virtual Channel). Στο σχήμα παρουσιάζεται η ιεραρχία ενός δικτύου μεταφοράς ΑΤΜ.