Ўзбекистон республикаси ахборот технологиялари ва коммуникацияларини ривожлантириш вазирлиги муҳаммад ал-хоразмий номидаги

ОБЗОР МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ 
IOT IN AGRICULTURE 
К.Р. Ким (магистрант, ТУИТ им. Мухаммада ал-Хоразмий) 
В современном мире одним из важнейших направлений развития 
инфокоммуникационной системы является организация Интернета вещей (IoT - 
Internet of Things). Интернет Вещей – это глобальная инфраструктура 
информационного общества, которая обеспечивает передовые услуги путем 
организации связей между вещами (физическими или виртуальными) с 
использованием уже имеющихся и перспективных инфокоммуникационных 
технологий. Если рассмотреть все сферы жизнедеятельность человека, то IoT 
постепенно внедряется во все области. В Узбекистане особое внимание 
уделяется диджитализации сельского хозяйства. На основе потребностей и 
возможностей идет постепенная цифровизация агросектора. 
Умное сельское хозяйство (Smart agriculture) – это совокупность 
высокотехнологичных решений, дающие возможность предельно автоматизи-
ровать агросектор. Для нашей страны результатом внедрения IoT in Agriculture, 
путем автоматизации технологических процессов, обеспечит рациональное 
природопользование, позволит улучшить качество и количество продукции, а 
также повысит экономику страны в целом. 
На данный момент в республике, в Хавастском районе компания RS 
Success Agro внедрила системы IoT для биотехнологического индустриального 
агрокомплекса, который является инновационным проектом по выращиванию и 
переработке целлюлозосодержащих культур. Сельское хозяйство Узбекистана 
выходит на новый прорывной уровень и базируется на детальном измерении 
всех актуальных параметров на участке. Современные беспроводные 
технологии, автоматизация процессов и умная агротехника становятся 
неотъемлемым стандартом работы в сельскохозяйственной отрасли. 
Такое стремительное проникновение Интернет Вещей в агросекторе 
предоставляет возможность к доступу все большего количества информации, 
росту возможностей ее анализа, формированию решений и действий на основе 
его результатов, тем самым способствует активному росту трафика сети. 
Трафик, обрабатываемый устройствами IoT in Agriculture,
 
требует 
особенных методов для расставления приоритетов и обеспечения качества 
обслуживания услуг QoS (Quality of Service). Высокий уровень QoS важен для 
обоих сторон участников сети: пользователь услуг может выбирать требуемый 
ему уровень обслуживания, а поставщик услуг принимает на себя обязательства 
этот уровень обеспечить, гарантируя качества предоставляемых услуг. В свою 
очередь поставщик может разделять ресурсы сети в зависимости от 
потребностей той или иной услуги, а также того или иного пользователя, что 
позволяет значительно снизить нагрузку на сеть. 

---

192 
Рисунок 1. Умное сельское хозяйство с IoT 
Международный союз электросвязи (ITU-T) внес особый вклад в 
развитие концепций качества обслуживания, в том числе разработку норм и 
требований к показателям QoS, а также формулировку основных определений. 
В соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т E.800 качество обслуживания 
услуги – это «суммарный эффект показателей качества услуги, который 
определяет степень удовлетворенности пользователя услуги». 
Требования к параметрам, характеризующим QoS различны для каждого 
приложений. Различие требований к QoS для разных услуг не позволяет просто 
объединить их и предъявить некие общие требования к единым сетевым 
ресурсам. 
Согласно рекомендации ITU Y.1540 сетевыми параметрами, влияющие на 
качество обслуживания, между интерфейсами пользователь-сеть User Network 
Interface – UNI, являются: 

пропускная способность – это эффективная скорость передачи, которая 
измеряется в битах в секунду; 

надёжность сети/сетевых элементов – это ряд параметров, среди которых 
чаще всего применяется коэффициент готовности, выражающий 
отношение времени работоспособного состояния объекта к общему 
времени наблюдения; 

задержка (мс) и вариация элементов (джиттер) - время доставки пакета от 
входа в сеть через UNI отправителя до выхода из сети через UNI 
получателя для всех пакетов; 

коэффициент (вероятность) потерь (%) – это непосредственно отношение 
суммарного числа потерянных пакетов к общему числу переданных 
пакетов в рассматриваемой выборке переданных и принятых пакетов; 

живучесть сети – возможность сохранения работоспособности сети при 
выходе из строя отдельных элементов. 

---

193 
Таблица 1. Требования к трафику IoT 
Тип трафика 
Допустимое значение 
межконцевой задержки, мс 
Допустимый 
уровень потерь, % 
Интерактивный: управление 
и создание среды 
< 50 
< 0,5 
Реального времени: виртуальная 
реальность, мониторинг 
50 – 150 
< 1 
Реального времени: мультимедия 150 – 250 
< 2 
Потоковый, неэластичный: 
мультимедия, данные 
250 – 400 
< 3 
Эластичный 
Не нормировано 
Не нормировано 
Оценка QoS является одним из первых этапах в предоставлении 
гарантированного качества обслуживания услуг. Для того, чтобы произвести 
оценку качества обслуживания в сетях IoT можно воспользоваться теорией 
нечетких 
множеств. 
Нечеткая 
логика 
предоставляет 
возможность 
формализации человеческих способностей к неточным или приближенным 
выводам, которые позволяют более адекватно описывать ситуации с 
неопределенностью. В данное время разработано множество моделей в 
системах нечеткого вывода, но модель Мамдани (Ebrahim Mamdani) является 
более прозрачной и интуитивно понятной.
Выполнение нечеткого логического вывода требуют следующих условий: 

должно существовать как минимум одно правило для каждого 
лингвистического терма выходной переменной; 

для любого терма входной переменной должно быть хотя бы одно 
правило, в которой этот терм используется в качестве предпосылки; 

между правилами не должно быть противоречий и корреляции. 
Ниже приведена система лингвистических правил сетевых параметров, 
которые оказывают воздействие на QoS:
1. (задержка = низкая) & (джиттер = низкий) & (потери = низкие) => 
(качество = высокое); 
2. (задержка = средняя) & (джиттер = низкий) & (потери = низкие) => 
(качество = среднее); 
3. (задержка = низкая) & (джиттер = высокий) & (потери = низкие) => 
(качество = низкое); 
4. (задержка = средняя) & (джиттер = высокий) & (потери = низкие) => 
(качество = низкое); 
5. (задержка = высокая) & (джиттер = высокий) & (потери = низкие) => 
(качество = низкое); 
6. (потери = высокие) => (качество = низкое). 
Если рассмотреть пример передачи видео в сетях IoT, согласно этой же 
рекомендации Y.1541, где приведены соответствия между классами качества 
обслуживания трафика и приложениями: 

---

194 

при обеспечении класса 0 качество передачи видео будет хорошее, и 
пользователи будут удовлетворены; 

при обеспечении класса 1 качество – среднее, и пользователей придется 
привлекать дополнительными сервисами. 
Для наглядности приведем модель Мамдани в прикладной программе 
Matlab, и рассмотрим входную переменную – «Задержка». 
 
Рисунок 2. Блок переменной «Задержка» в модели Мамдани 
Таким образом оценка QoS показывает, что нормирование и контроль 
показателей качества обслуживания трафика Интернет вещей в сельском 
хозяйстве с учетом его особенностей требует разработки гибкого подхода к 
решению возникающих задач. Метод оценки качества обслуживания на основе 
теории нечеткой логики позволяет из n-вариантов правил теории нечетких 
множеств получить большое количество выводов с учетом специфики услуг, 
заранее создав новую конфигурацию парных сравнений. Предложенный метод 
позволит существенно оценить и вовремя предотвратить неполадки и 
увеличить период стабильности сети.