NB-IoT的網絡架構和4G網絡架構基本一致，但針對NB-IoT優化流程，在架構上面也有所增強，如下圖。

　　在NB-IoT的網絡架構中，包括：NB-IoT終端、E-UTRAN基站（即eNodeB）、歸屬用戶簽約服務器（HSS）、移動性管理實體（MME）、服務網關（S-GW）和PDN網關（P-GW）。計費和策略控制功能（PCRF）在NB-IoT架構中并不是必須的。以及為了支持MTC、NB-IoT而引入的網元也不是必須的，包括：服務能力開放單元（SCEF）、第三方服務能力服務器（SCS）和第三方應用服務器（AS）。其中，SCEF也經常被稱為能力開放平臺。

　　和傳統4G網絡相比，在架構上，NB-IoT網絡主要增加了業務能力開放單元（SCEF）以支持控制面優化方案和非IP數據傳輸，對應地，引入了新的接口：MME和SCEF之間的T6接口、HSS和SCEF之間的S6t接口。

　　在實際網絡部署時，為了減少物理網元的數量，可以將部分核心網網元（如MME、S-GS、P-GW）合一部署，稱之為CIoT服務網關節點（C-SGN）。

　　總體上看，C-CSGN的功能可以設計成EPS核心網功能的一個子集，必須支持的功能如下：

　　·用于小數據傳輸的控制面CloT優化功能；

　　·用于小數據傳輸的用戶面CloT優化功能；

　　·用于小數據傳輸的必須安全控制流程；

　　·對僅支持NB-loT的UE實現不需要聯合附著（Combined Attach）的短信SMS支持；

　　·支持覆蓋優化的尋呼增強；

　　·在SGi接口實現隧道，支持經由PGW的非IP數據傳輸；

　　·提供基于T6接口的SCEF連接，支持經由SCEF的非IP數據傳輸；

　　·支持附著時不創建PDN連接。

　　對于NB-loT，SMS短信服務是非常重要的業務。僅支持NB-IoT的終端，由于不支持聯合附著（Combined Attach），所以不支持基于CSFB的短信機制。對僅支持NB-IoT的終端，NB-IoT技術允許NB-IoT終端在Attach、TAU消息中和MME協商基于控制面優化傳輸方案的SMS短信支持，即按照控制面傳輸優化方案在NAS信令包中攜帶SMS短信數據包。對于同時支持NB-IoT，又支持聯合附著的終端，可繼續使用CSFB的短信機制來獲取SMS服務。

　　對網絡而言，如果網絡不支持CSFB的SGs接口短信機制，或對僅支持NB-loT的終端無法使用CSFB機制來實現SMS短信服務，則可考慮在NB-loT網絡中引入基于MME的短信機制（SMS in MME），即MME實現SGd接口，通過該接口和短信網關、短信路由器實現SMS的傳輸，該架構如下圖。