Cấu hình mạng di động được trình bày chủ yếu ở đây là của mạng GSM. Đó là mạng viễn thông lớn nhất hiện nay, không ngừng được phát triển và hiện đang chiếm tỷ lệ lớn trong toàn bộ các thuê bao trên toàn thế giới.
GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống di động toàn cầu do châu Âu thiết kế nhằm đáp ứng được dung lượng lớn của người sử dụng trên toàn châu Âu cũng như toàn thế giới. Hiện nay nó đã phủ sóng ở rất nhiều quốc gia trên thế giới và cũng cả ở Việt Nam. Những mạng viễn thông di động lớn của Việt Nam hiện nay cũng đang hoạt động theo tiêu chuẩn của GSM (như Vinaphone, Mobile Phone, Viettel).
Tiêu chuẩn GSM cung cấp một số tính năng như thông tin di động số liệu tốc độ cao, các dịch vụ gia tăng đa dạng, các máy di động được thiết kế gọn nhẹ, tiêu hao ít năng lượng. Ngoài ra nó còn được thiết kế để có thể kết hợp với các mạng PSTN/ISDN và tương thích với các môi trường di động khác. Nhờ vậy khả năng tương tác giữa GSM với các môi trường khác được đảm bảo
Hệ thống được thực hiện như một mạng gồm nhiều ô cạnh nhau để đảm bảo là nó có thể phục vụ toàn bộ trong vùng phủ sóng (vì vậy cũng có khi nó được gọi là mạng tổ ong). Mỗi ô có một trạm thu phát cơ sở BTS (Base Transceiver Station) làm việc ở một kênh vô tuyến nhất định. Các kênh này khác với các kênh được sử dụng ở các ô lân cận để tránh nhiễu giao thoa. Một bộ điều khiển trạm cơ sở BSC (Base
Service Controller) điều khiển một nhóm BTS. BSC điều khiển các chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất.
Hình 12: Cấu trúc mạng di động GSM User Level Network Level Signalling Level Database Level ******* ******* ******* ******* ******* ISDN or PSTN Switched Network LE PLMN GMSC MSC MSC Area MSC BSC BSC BTS BTS BTS MSC Area SP SP SP SP SP SP SP SP SP HLR VLR VLR EIR Mobile Station (MS)
Một trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC (Mobile Service Switching Centre) phục vụ một số bộ điều khiển trạm cơ sở. MSC điều khiển các cuộc gọi đến và đi từ các mạng chuyển mạch công cộng PSTN, mạng số liệu liên kết đa dịch vụ, mạng di động mặt đất và có thể là các mạng riêng khác.
Quản lý mạng di động khác và khá khó khăn hơn các mạng khác ở chỗ ta phải quản lý được vị trí của từng thuê bao di động hay còn gọi là trạm di động MS (Mobile Station) và các dịch vụ gia tăng khác kèm theo mà nó đã đăng ký sử dụng. Vì thế ta cần có một cơ sở dữ liệu ở mạng để theo dõi MS. Cơ sở dữ liệu quan trọng nhất là Bộ đăng ký vị trí thường trú HLR (Home Location Register). Khi một người nào đó mua một đăng ký từ một mạng khai thác GSM. Người này sẽ đăng ký HLR ở hãng này. HLR chứa thông tin về thuê bao như các dịch vụ bổ xung và các thông tin nhận thực. Ngoài ra sẽ có các thông tin về vị trí MS, nghĩa là hiện thời MS đang ở vùng MSC nào. Thông tin này thay đổi khi MS di động, MS sẽ gửi thông tin về vị trí hiện tại của mình qua MSC/VLR về HLR, nhờ vậy đảm bảo phương tiện để thu một cuộc gọi. Một vùng mạng di động quản lý PLMN (Public Land Mobile Network) có thể có một hoặc nhiều HLR, điều đó phụ thuộc vào số lượng thuê bao, vào sức chứa của các thiết bị phần cứng và vào tổ chức của mạng. Tất cả các dữ liệu về thuê bao di động đều chứa ở đây để có thể thực hiện chức năng định tuyến cho từng cuộc gọi tới và đi từ các MS. Các HLR này không trực tiếp điều khiển một MSC nào.
Trung tâm nhận thực AUC (Authentication Centre) được nối đến HLR. Chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các thông số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng bảo mật.
Bộ ghi địch vị tạm trú VLR (Visitor Location Register) là cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở trong vùng phục vụ của MSC. Mỗi MSC có 1 VLR (thông thường được đặt trong cùng một thiết bị). Ngay khi MS lưu động đến một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS này từ HLR. Ðồng thời HLR sẽ thông báo MS đang ở vùng MSC nào. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi. VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi mà không cần hỏi HLR. Có thể coi VLR như một HLR phân bố. VLR cũng chứa những thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC.
Nếu một người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao GSM, tổng đài ở PLMN sẽ nối cuộc gọi này đến một MSC có trang bị chức năng đặc biệt gọi là chức năng cổng. Tổng đài MSC này gọi là tổng đài MSC cổng GMSC (Gateway MSC). GMSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm. Ðiều này được thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký HLR sẽ trả lời địa chỉ của vùng MSC hiện hành. Lúc này MSC có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đạt tới MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Như vậy có thể nối thông cuộc gọi. Ở GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lí và đăng ký thuê bao. GSM có 1 khối nhỏ được gọi là modun nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module), là một khối vật lí tách riêng, SIM cùng với thiết bị trạm (máy điện thoại di động) hợp thành trạm di động. Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng di động trừ trường hợp gọi khẩn. Khi liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ không với MS, đăng ký thuê bao có thể xử dụng trạm MS khác như của chính mình, điều nảy
sinh vấn đề khi MS bị mất cắp, vì không có biện pháp để chặn đăng ký thuê bao nếu thiết bị bị mất cắp. Chúng ta cần một cơ sở dữ liệu chứa số liệu phần cứng của thiết bị. Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register) được nối với MSC qua một đường báo hiệu để kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị.