2.2　总体框架概述

NB-IoT的网络架构和4G网络架构基本一致，但针对NB-IoT优化流程，在架构上面也有所增强。图2.1描述了NB-IoT网络的总体架构 [1][2] 。

在NB-IoT的网络架构中，包括：NB-IoT终端、E-UTRAN基站（即eNodeB）、归属用户签约服务器（HSS）、移动性管理实体（MME）、服务网关（S-GW）和PDN网关（P-GW）。计费和策略控制功能（PCRF）在NB-IoT架构中并不是必须的。以及为了支持MTC、NB-IoT而引入的网元也不是必须的，包括：服务能力开放单元（SCEF）、第三方服务能力服务器（SCS）和第三方应用服务器（AS）。其中，SCEF也经常被称为能力开放平台。

和传统4G网络相比，在架构上，NB-IoT网络主要增加了业务能力开放单元（SCEF）以支持控制面优化方案和非IP数据传输，对应地，引入了新的接口：MME和SCEF之间的T6接口、HSS和SCEF之间的S6t接口。

在实际网络部署时，为了减少物理网元的数量，可以将部分核心网网元（如MME、S-GW、P-GW）合一部署，称之为CIoT服务网关节点（C-SGN），如图2.2所示。

总体上看，C-CSGN的功能可以设计成EPS核心网功能的一个子集，必须支持的功能如下 [1] ：

• 用于小数据传输的控制面CIoT优化功能；

• 用于小数据传输的用户面CIoT优化功能；

• 用于小数据传输的必须安全控制流程；

• 对仅支持NB-IoT的UE实现不需要联合附着（Combined Attach）的短信SMS支持；

• 支持覆盖优化的寻呼增强；

• 在SGi接口实现隧道，支持经由PGW的非IP数据传输；

• 提供基于T6接口的SCEF连接，支持经由SCEF的非IP数据传输；

• 支持附着时不创建PDN连接。

对于NB-IoT，SMS短信服务是非常重要的业务。仅支持NB-IoT的终端，由于不支持联合附着（Combined Attach），所以不支持基于CSFB的短信机制。对仅支持NB-IoT的终端，NB-IoT技术允许NB-IoT终端在Attach、TAU消息中和MME协商基于控制面优化传输方案的SMS短信支持，即按照控制面传输优化方案在NAS信令包中携带SMS短信数据包。对于同时支持NB-IoT，又支持联合附着的终端，可继续使用CSFB的短信机制来获取SMS服务。

对网络而言，如果网络不支持CSFB的SGs接口短信机制，或对仅支持NB-IoT的终端无法使用CSFB机制来实现SMS短信服务，则可考虑在NB-IoT网络中引入基于MME的短信机制（SMS in MME），即MME实现SGd接口，通过该接口和短信网关、短信路由器实现SMS的传输，该架构如图2.3所示 [3] 。