Die erste Schicht ist die physikalische Schicht, die als L1 gekennzeichnet ist und die unterste Schicht darstellt. Diese Schicht stellt die für die Übertragung des Bitstroms erforderliche Funkverbindung bereit. Es definiert die Funkzugriffsfähigkeit des GSM-Systems und stellt den grundlegendsten Funkkanal (logischen Kanal) für die Informationsübertragung höherer Schichten bereit, einschließlich des Verkehrskanals und des Steuerkanals.
Die zweite Ebene, gekennzeichnet als L2, besteht aus den Datenverbindungsebenen und ist die mittlere Ebene. Es wendet das LAPDm-Protokoll an. Diese Schicht umfasst verschiedene Arten von Datenübertragungsstrukturen. Es steuert die Datenübertragung, um die zuverlässigen dedizierten Datenverbindungen sicherzustellen, die zwischen Mobilstation und Basisstation aufgebaut werden. Das LAPDm-Protokoll basiert auf dem D-Channel-Link-Access-Protokoll (LAPD) im ISDN. Für LAPDm sind die Funkübertragungs- und Steuereigenschaften für die Signalübertragung an der Um-Schnittstelle geeignet.
Die dritte Schicht ist die Netzwerkanwendungsschicht, die als L3 gekennzeichnet ist und die oberste Schicht darstellt. Es umfasst verschiedene Arten von Nachrichten und Programme zur Steuerung und Verwaltung der Dienste. Das heißt, in dieser Schicht werden spezifische Nachrichten der Mobilstation und der Systemsteuerungsprozesse in verschiedene Protokolle verpackt und auf logische Kanäle abgebildet.
L3 umfasst drei Unterschichten: das Radio Resources Management (RR), das Mobility Management (MM) und das Communication Management (CM). Dies sind die Hauptinhalte der über die Um-Schnittstelle übertragenen Nachrichten. Die CM-Unterschicht umfasst drei Hauptteile: CC (Anrufsteuerungsdienst), SS (Zusatzdienst) und SMS (Kurznachrichtendienst).