NB-IoT網絡系統架構如圖所示，由無線網、核心網、業務平臺(如物聯網平臺)、應用服務器(AS)、基礎通信套件以及終端和用戶卡等組成。

圖 NB-IoT網絡的基本系統結構

1.核心網

核心網由分組域核心網、電路域核心網和用戶數據庫(HSS)組成，其中分組域核心網由MME、S-GW、P-GW等功能單元組成，主要提供分組域數據傳輸及能力開放等功能;電路域核心網由MSC/VLR、短信中心(SMSC)等功能單元組成，主要提供短信傳輸功能;用戶數據庫由HSS等功能單元組成，主要提供用戶簽約數據功能。

2.業務平臺

業務平臺包括面向用戶的物聯網能力開放使能平臺、連接管理平臺、空中寫卡平臺、業務網關等多個平臺。

為了向用戶開放網絡能力，物聯網能力開放使能平臺為終端設備提供設備接入、數據存儲、數據路由和轉發功能，為上層應用提供數據推送、設備管理、數據查詢、命令下發等功能。

連接管理平臺是面向客戶的運營支撐平臺，為客戶提供用戶卡信息查詢、通信管理、數據統計分析等服務。

空中寫卡平臺可實現用戶碼號之間的動態切換，即換號不換物理卡。平臺具有制卡密鑰生成、單張寫卡、批量寫卡，以及卡數據管理、碼號管理、寫卡日志管理等功能。

業務網關是物聯網業務體系中為終端、業務平臺、能力系統提供通信接入、業務鑒權、消息路由、協議轉換等功能的業務層接入設備。

3.無線網

NB-IoT無線接入網(E-UTRAN)由eNodeB組成，向下通過空中接口讓用戶接入到網絡中，向上通過S1-MME接口將信令面接入到MME，通過S1-U接口將用戶面接入到S-GW。

4.終端和用戶卡

NB-IoT終端需滿足基本功能、通信功能、業務功能、射頻性能、卡接口能力、電磁兼容性等技術要求，具備NB-IoT網絡接入能力。

用戶卡作為用戶身份標識，主要提供存儲安全數據、動態加載更新應用、安全運算、標識用戶身份、鑒權接入等功能。

5.基礎通信套件

面向NB-IoT終端的通信中間件，實現物聯網終端與業務平臺的通信、應用數據傳輸及設備管理等功能，是提升數據服務能力的重要組成部分。

6.應用服務器

完成垂直行業相關數據的存儲、轉發、管理等功能。