Il primo livello è il livello fisico, contrassegnato come L1 ed è il livello più basso. Questo livello fornisce il collegamento radio necessario nella trasmissione del flusso di bit. Definisce la capacità di accesso radio del sistema GSM e fornisce il canale radio più fondamentale (canale logico) per la trasmissione di informazioni di livello superiore, inclusi il canale del traffico e il canale di controllo.
Il secondo livello, contrassegnato come L2, sono i livelli di collegamento dati ed è lo strato intermedio. Applica il protocollo LAPDm. Questo livello comprende vari tipi di strutture di trasmissione dei dati. Controlla la trasmissione dei dati in modo da garantire collegamenti dati dedicati affidabili stabiliti tra la stazione mobile e la stazione base. Il protocollo LAPDm si basa sul protocollo di accesso al collegamento del canale D (LAPD) in ISDN. Per LAPDm le caratteristiche di trasmissione e controllo radio sono adatte alla trasmissione del segnale sull’interfaccia Um.
Il terzo livello è il livello dell’applicazione di rete, contrassegnato come L3 ed è il livello superiore. Comprende varie tipologie di messaggi e programmi per il controllo e la gestione dei servizi. Vale a dire, in questo livello, i messaggi specifici della stazione mobile e i processi di controllo del sistema sono impacchettati in diversi protocolli e mappati su canali logici.
L3 comprende tre sottolivelli: gestione delle risorse radio (RR), gestione della mobilità (MM) e gestione della comunicazione (CM). Questi sono i principali contenuti dei messaggi trasmessi tramite l’interfaccia Um. Il sottolivello CM comprende tre parti principali: CC (servizio di controllo delle chiamate), SS (servizio supplementare) e SMS (servizio di messaggi brevi).