Neues Forschungsprojekt im Bereich der OT-Netzwerkinfrastrukturen

Unter OT versteht man ein Netzwerk, das Sensoren, Steuerungen und SCADA-Systeme miteinander verbindet. In der Energieversorgung sind dies u.a. Umspannwerke, in denen Leistungsschalter, Schutzgeräte, Stufenschalterregler und Messwandler mit dem Stationsleitrechner und der Netzleitwarte verbunden sind. Obwohl sich das OT-Netzwerk technologisch kaum vom bekannten IT-Netzwerk unterscheidet (beide Netzsysteme basieren auf Ethernet und IP), gibt es doch wesentliche Unterschiede: Redundanz, Heterogenität und Flexibilität. OT-Netzwerke sind häufig redundant ausgelegt, um sicherzustellen, dass der Ausfall einer Netzwerkkomponente nicht das gesamte System lahmlegt. Die Heterogenität ist insofern eine Herausforderung, dass die Geräte im OT-Netzwerk mit unterschiedlicher Software von verschiedenen Herstellern laufen. Aufgrund der flexibel anpassbaren Konfiguration ist der traditionelle Ansatz "never change a running system" in OT-Netzwerken nicht mehr praktikabel. Es muss jedoch ständig überwacht werden, um Sicherheitslücken zu vermeiden und zu schließen. Dass solche Sicherheitslücken ausgenutzt werden, zeigt das Beispiel eines ukrainischen Netzbetreibers aus dem Jahr 2016, bei dem Schutzgeräte in Umspannwerken gezielt angegriffen wurden.

Die AG Netze und Energiesysteme von Prof. Jens Haubrock des Instituts für Technische Energie-Systeme startete Anfang September 2023 gemeinsam mit den Partnern TU Dortmund, Fraunhofer IOSB-AST, H&S Hard- & Software Technologie, Stadtwerke Bielefeld und Sprecher Automation das Forschungsprojekt FlexONet. Diese, vom BMWK geförderte Projekt, erforscht die Virtualisierung von Operational Technology (OT) Netzinfrastrukturen. 

Mit der fortschreitenden Digitalisierung der Verteilnetze gewinnen die OT-Netzwerke weiter an Bedeutung. Die Mess- und Automatisierungstechnik hält nun auch außerhalb der Umspannwerke in der Mittel- und Niederspannung Einzug. Die heutige Anbindung der Fernwirktechnik in den Umspannwerken erfolgt in der Regel über Glasfaser, die sich im Erdseil der Hochspannungsfreileitungen befinden. Damit unterliegen die Leitungen der Kontrolle des Netzbetreibers. Bei Ortsnetzstationen ist dies aus wirtschaftlichen Gründen in der Regel nicht möglich, so dass die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik meist über das öffentliche Mobilfunknetz angebunden wird. Zukünftig soll dies jedoch über ein separates Mobilfunknetz im 450 MHz-Band erfolgen, auf das nur Betreiber kritischer Infrastrukturen Zugriff haben. Darüber ist auch die Anbindung von Smart Meter Gateways geplant.

Um die Zuverlässigkeit und Sicherheit kritischer Infrastrukturen zu gewährleisten, sind Forschung und Entwicklung im Bereich der OT-Netzwerke gerade in Zeiten der fortschreitenden Digitalisierung von entscheidender Bedeutung. Die Zukunftsaussichten sind vielversprechend, da Innovationen und verbesserte Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz und zur Effizienzsteigerung von OT-Netzwerken beitragen werden.