整個NB-IoT網絡架構分為五個部分：終端，無線網絡，核心網絡（EPC），IoT支持平臺和應用服務器。
主要通過空中接口連接到基站。終端方面主要包括工業(yè)終端和NB-IoT模塊。工業(yè)應用環(huán)境更加復雜，工業(yè)終端也有所不同，除了芯片，無線模塊，傳感器接口，NB-IoT模塊等，還包括無線傳輸接口，軟SIM設備，傳感器接口等。
包含兩種分組網絡方法，一種是單運行（單無線電接入網絡），其中包括2G/3G/4G和NB-IoT無線網絡。另一個是建立NB-IoT。它主要負責空中接口連接處理，小區(qū)管理等相關功能。它通過S1-lite接口連接到IoT核心網絡，并將未連接的層數轉發(fā)到上層元處理。
網絡組件包括兩種分組網絡方法，一種是集成演進分組核心網絡（EvolvedPacketC）數據傳輸方法，即2G/3G/4G核心網絡。核心網絡通過IoTEPC網絡元素以及GSM，UITRAN和LTE公共EPC支持NB-IoT和eMTC用戶訪問。
歸屬位置寄存器（HLR），定位控制和計費規(guī)則功能單元（pcrf）
IoT數據的最終聚集點，可根據客戶需求執(zhí)行數據處理和其他操作。
為了將IoT數據發(fā)送到應用程序，蜂窩網絡（CIoT）在EPS中定義了兩種優(yōu)化方案：
優(yōu)化CIoTEPS用戶界面功能（用戶平面CIoTEPS優(yōu)化）
CIoTEPS控制平面功能優(yōu)化（控制平面功能優(yōu)化）
如上圖所示，紅線代表CIoTEPS控制平面功能優(yōu)化解決方案，藍線代表CIoTEPS用戶平面功能優(yōu)化解決方案。
上行鏈路數據從eNB（CIoTRAN）發(fā)送到MME。在此，傳輸路徑分為兩種分支數據傳輸模式。
通過sgw轉發(fā)到PGW，并轉發(fā)到應用程序服務器。
通過服務能力公開功能（scef）連接到應用程序服務器。（僅對應于非IP數據傳輸，下行數據傳輸路徑相同，方向相反）
注意：MME：MobilityManagement，移動性管理實體（信令實體）訪問網絡的關鍵控制節(jié)點。負責空閑模式下的UE跟蹤和尋呼控制。通過與歸屬用戶服務器（HSS）的信息交換，完成了用戶身份驗證功能。
sgw：負責服務GW，服務網關和用戶數據包的路由和傳輸。對于空閑的UE，sGW是下行數據路徑的末尾，并在下行數據到達時觸發(fā)UE的尋呼。
PGW：PacketDataNetworkgateway，PDN網關（分組數據網絡網關）在UE和外部分組數據網絡的連接點之間提供接口轉發(fā)，并對服務執(zhí)行下游服務級別計費。
scef：新近推出的專用于nb-IOT配置校正，可控地傳輸非IP數據包以及為網絡服務（例如身份驗證）提供抽象接口的工具。
在這種條件下，由于可以接在信道無線電承載上發(fā)送分組，就不需要再去建立數據無線電承載，所以這種解決方案在不頻繁發(fā)送小數據包的方案中應用廣泛。
物理網絡數據轉發(fā)方案與常規(guī)數據通信相同。數據在無線承載上發(fā)送，從SGW轉發(fā)到PGW，然后轉發(fā)到應用服務。因此，該方法在建立連接時會產生開銷，但是具有快速的分組序列傳輸的優(yōu)點。此方法支持IP和非IP數據的傳輸。
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