msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2024.2.1msi-1614Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕTECHNICAL SCIENCES. INFORMATION, COMPUTING AND MANAGEMENTИмитационная модель исследования параметров передачи трафика сенсорных сетей с использованием протокола LoRaWANSimulation model for studying the parameters of sensor network traffic transmission using the LoRaWAN protocolЛинецГ. А.LinetsG. I.

Геннадий Иванович Линец – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой инфокоммуникаций, Институт цифрового развития 

г. Ставрополь

Gennady I. Linets – Dr. Sci. (Techn.), Professor, Head of the Department of Infocommunications, Institute of Digital Development 

Stavropol

glinetc@ncfu.ruМельниковС. В.MelnikovS. V.

Сергей Владимирович Мельников – кандидат технических наук, доцент кафедры инфокоммуникаций, Институт цифрового развития 

г. Ставрополь

Sergey V. Melnikov – Cand Sci. (Techn.), Associate Professor, Department of Infocommunications, Institute of Digital Development 

Stavropol

smelnikov@ncfu.ruСлюсаревГ. В.SlyusarevG. V.

Геннадий Васильевич Слюсарев – ведущий научный сотрудник управления науки и технологий 

г. Ставрополь

Gennady V. Slyusarev – Senior Researcher, Department of Science and Technology 

Stavropol

gsliusarev@ncfu.ruГовороваС. В.GovorovaS. V.

Светлана Владимировна Говорова – старший преподаватель кафедры инфокоммуникаций, Институт цифрового развития 

г. Ставрополь

Svetlana V. Govorova – Senior Lecturer, Department of Infocommunications, Institute of Digital Development 

Stavropol

mitnik2@yandex.ruАвдонинД. А.AvdoninD. A.

Давид Андреевич Авдонин – магистр кафедры инфокоммуникаций, Институт цифрового развития 

г. Ставрополь

David A. Avdonin – Master, Department of Infocommunications, Institute of Digital Development 

Stavropol

uck15@bk.ruГромаковВ. А.GromakovV. A.

Вячеслав Александрович Громаков – магистр кафедры инфокоммуникаций, Институт цифрового развития 

г. Ставрополь

Vyacheslav A. Gromakov – Master, Department of Infocommunications, Institute of Digital Development 

Stavropol

slavka.gromakov@mail.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation20242509202402816Copyright © Линец Г.А., Мельников С.В., Слюсарев Г.В., Говорова С.В., Авдонин Д.А., Громаков В.А., 20242024Линец Г.А., Мельников С.В., Слюсарев Г.В., Говорова С.В., Авдонин Д.А., Громаков В.А.Linets G.I., Melnikov S.V., Slyusarev G.V., Govorova S.V., Avdonin D.A., Gromakov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://msi.elpub.ru/jour/article/view/1614

В статье предложена имитационная модель передачи данных сети LoRaWAN на участке граничный шлюз - транспортная сеть – удаленный сервер. Реализованная модель основана на операционной системе Linux, процесс имитации транспортной сети осуществляется штатными инструментами, такими как «tc» (Traffic Control) с использованием утилиты «NetEm». Данная утилита позволяет эмулировать такие явления, как: потери, задержки при передаче, изменение порядка передачи, искажение пакетов, а также другие факторы, искажающие пакеты транспортного уровня. 

The article proposes a simulation model of data transmission of the LoRaWAN network in the boundary gateway - transport network – remote server section. The implemented model is based on the Linux operating system, the process of simulating a transport network is carried out by standard tools such as "tc" (Traffic Control) using the "NetEm" utility. This utility allows you to emulate phenomena such as: loss, transmission delays, reordering, packet distortion, as well as other factors that distort transport layer packets. 

сенсорные сетитранспортные сетиLoRaWANсетевые задержкипотери пакетовэмуляция сетевых условийsensor networkstransport networksLoRaWANnetwork delayspacket lossemulation of network conditionsработа выполнена в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение № 075-15-2021-1319).the work was carried out as part of the implementation of the strategic academic leadership program “Priority 2030” with financial support from the Ministry of Education and Science of Russia (agreement No. 075-15-2021-1319).ReferencesДядюнов А. Н., Кузнецов К. Н. Моделирование беспроводных сенсорных сетей // Научный вестник МГТУ ГА. 2009. № 139. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-besprovodnyh-sensornyh-setey (дата обращения: 11.04.2024).Dyadyunov AN, Kuznetsov KN. Modeling of wireless sensor networks. Civil Aviation High Technologies (Nauchnyi Vestnik MGTU GA). 2009;(139). [Electronic resource]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-besprovodnyh-sensornyh-setey [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Network 2030 A Blueprint of Technology, Applications and Market Drivers Towards the Year 2030 and Beyond Written by FG-NET-2030. [Electronic resource]. URL: https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/net2030/Documents/White_Paper.pdf (accessed: 11.04.2024).Network 2030 A Blueprint of Technology, Applications and Market Drivers Towards the Year 2030 and Beyond Written by FG-NET-2030. [Electronic resource]. Available from: https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/net2030/Documents/White_Paper.pdf [Accessed 11 April 2024].Волков А. Н., Мутханна А. С. А., Кучерявый А. Е. Сети связи пятого поколения: на пути к сетям 2030 // Информационные технологии и телекоммуникации. 2020. Том 8. № 2. С. 32–43. https://doi.org/10.31854/2307-1303-2020-8-2-32-43Volkov AN, Mutkhanna ASA, Kucheryavyi AE. Fifth generation communication networks: on the way to 2030 networks. Informatsionnye tekhnologii i telekommunikatsii = Information technology and telecommunications. 2020;8(2):32-43. (In Russ.). https://doi.org/10.31854/2307-1303-2020-8-2-32-43Отчет “Концепция Сети 2030”. [Электронный ресурс]. URL: https://www.itu.int/en/ITUD/Regional-Presence/CIS/Documents/RIWTDC17/RI%20CIS%205%20-%20Network%202030.pdf (дата обращения: 11.04.2024).OTCHET “KONTSEPTSIYA SETI 2030”. [Electronic resource]. Available from: https://www.itu.int/en/ITU-D/Regional-Presence/CIS/Documents/RIWTDC17/RI%20CIS%205%20-%20Network%202030.pdf [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Кучерявый А. Е., Маколкина М. А., Киричек Р. В. Тактильный Интернет. Сети связи со сверхмалыми задержками // Электросвязь. 2016. № 1. С. 44–46. EDN VLPHZZKucheryavyi AE, Makolkina MA, Kirichek RV. Tactile Internet: Ultra-low-latency communication networks. Ehlektrosvyaz = Telecommunications. 2016;(1):44-46. EDN VLPHZZ (In Russ.).ГОСТ Р 71168-2023 Информационные технологии. Интернет вещей. Спецификация LoRaWAN. Введ. 2004-07-01. М. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gost.ru/portal/gost/home/standarts/catalognational?portal:componentId=3503536e-2ac1-4753-8ed1-09a92fee02de&portal:isSecure=false&portal:portletMode=view&navigationalstate=JBPNS_rO0ABXdIAAZhY3Rpb24AAAABABBjb25jcmV0ZURvY3VtZW50AARmcm9tAAAAAQACNDAABmRvY19pZAAAAAEABTQ4MTAyAAdfX0VPRl9f (дата обращения: 11.04.2024).GOST R 71168-2023 Information Technology. Internet of Things. Specification LoRaWAN. Introduction 2004-07-01. M. [Electronic resource]. Available from: https://www.gost.ru/portal/gost/home/standarts/catalognational?portal:componentId=3503536e-2ac1-4753-8ed1-09a92fee02de&portal:isSecure=false&portal:portletMode=view&navigationalstate=JBPNS_rO0ABXdIAAZhY3Rpb24AAAABABBjb25jcmV0ZURvY3VtZW50AARmcm9tAAAAAQACNDAABmRvY19pZAAAAAEABTQ4MTAyAAdfX0VPRl9f [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Ясир Я. М. Д., Польщиков К. А., Маматов Е. М. Имитационная модель функционирования беспроводной сети с низким энергопотреблением // Экономика. Информатика. 2023. № 3. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnaya-model-funktsionirovaniya-besprovodnoyseti-s-nizkim-energopotrebleniem (дата обращения: 11.04.2024).Yasir YaMD, Pol'shchikov KA, Mamatov EM. Simulation model of functioning of a lowpower wireless network. Economics. Information technologies. 2023;(3). Electronic resource]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnaya-modelfunktsionirovaniya-besprovodnoy-seti-s-nizkim-energopotrebleniem [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Ясир Я. М. Д., Польщиков К. А. Оценивание энергопотребления узлов беспроводной сети датчиков // Инженерный вестник Дона. 2023. № 9 (105). [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenivanie-energopotrebleniya-uzlov-besprovodnoyseti-datchikov (дата обращения: 11.04.2024).Yasir YaMD, Polshchikov KA. Estimating the energy consumption of wireless sensor network nodes. Inzhenernyi vestnik Dona = Engineering Bulletin of the Don. 2023;9(105). [Electronic resource]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenivanieenergopotrebleniya-uzlov-besprovodnoy-seti-datchikov [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Ясир Я. М. Д., Польщиков К. А., Федоров В. И. Модель доставки сообщения в сенсорной сети с низким энергопотреблением // Экономика. Информатика. 2023. № 2. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/model-dostavkisoobscheniya-v-sensornoy-seti-s-nizkim-energopotrebleniem (дата обращения: 11.04.2024).Yasir YaMD, Polshchikov KA, Fedorov VI. Message delivery model in a low-power sensor network. Economics. Information technologies. 2023;(2). [Electronic resource]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/model-dostavki-soobscheniya-v-sensornoy-seti-snizkim-energopotrebleniem [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).Official website OmNet++. [Electronic resource]. URL: https://omnetpp.org/ (accessed 11.04.2024).Official website OmNet++. [Electronic resource]. Available from: https://omnetpp.org/ [Accessed 11 April 2024].Official website LoRaSim. [Electronic resource]. URL: https://mcbor.github.io/lorasim/ (accessed 11.04.2024).Official website LoRaSim. [Electronic resource]. Available from: https://mcbor.github.io/lorasim/ [Accessed 11 April 2024].tc-netem(8) — Linux manual page. [Electronic resource]. URL: https://man7.org/linux/manpages/man8/tc-netem.8.html (accessed 11.04.2024).tc-netem(8) — Linux manual page. [Electronic resource]. Available from: https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-netem.8.html [Accessed 11 April 2024].Боровков А. А. Математическая статистика. Оценка параметров. Проверка гипотез. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 704 с.Borovkov AA. Matematicheskaya statistika. Otsenka parametrov. Proverka gipotez. Moscow: FIZMATLIT, 2007. 704 p. (In Russ.).Орлов А. И. Непараметрические критерии согласия Колмогорова, Смирнова, омегаквадрат и ошибки при их применении // Научный журнал КубГАУ. 2014. № 97. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/neparametricheskie-kriteriisoglasiya-kolmogorova-smirnova-omega-kvadrat-i-oshibki-pri-ih-primenenii (дата обращения: 11.04.2024).Orlov AI. Nonparametric tests of goodness of fit of Kolmogorov, Smirnov, omega-square and errors in their application. Nauchnyi zhurnal KuBGAU = Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2014;(97). [Electronic resource]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/neparametricheskie-kriterii-soglasiya-kolmogorovasmirnova-omega-kvadrat-i-oshibki-pri-ih-primenenii [Accessed 11 April 2024]. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.