16 2 · 2019 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Infrastruktur Ob fiktiver Roman oder realer Katastrophenplan der Bundesregierung: Beide beschreiben die Gefahren und Auswirkungen eines kompletten Stromnetzausfalls. Veranschaulicht der Thriller die katastrophalen Folgen, fokussieren sich die behördlichen Maßnahmen auf die Schadensbegrenzung und vor allem auf Prävention. Für Versorgungsunternehmen und Netzbetreiber liegen daher nicht nur Richtlinien und Umsetzungspläne wie Kritis für kritische Infrastrukturen vor, sondern verbindliche Gesetze mit Erfüllungsfristen. Schon vor einiger Zeit ist den Städten und Gemeinden die Verantwortung für die kommunale IT-Sicherheit (DIN ISO/ IEC 27001) und Netzstabilität (EnWG Teil 3, §§ 13 und 14) übertragen worden. Aufgrund der Rekommunalisierung müssen also nicht nur die großen Stromversorger und Transportnetzbetreiber Sorge für die Netzstabilität in Deutschland tragen. Erfassung und Überwachung aller relevanten Daten Das Bundesamt für Sicherheit der Informationstechnik (BSI) hat für 2018 eine deutliche Zunahme von Sicherheitsmeldungen von Betreibern kritischer Infrastrukturen registriert. Der BSI-Sprecher betont dabei, dass die Zahl der Meldungen von IT-Sicherheitsvorfällen nicht mit der Zahl von Cyberangriffen gleichgesetzt werden dürfe. Gemeldet werden ebenfalls technische Fehler der IT-Infrastruktur. Der Verband kommunaler Unternehmen- e. V. (VKU) schätzt die Gefahr von Hackerangriffen und den damit verbundenen Ausfall oder die Beeinträchtigung des Versorgungsnetzes als gering ein. Einer Umfrage zufolge werden bisher nur wenige Angriffe pro Monat auf entsprechende IT-Systeme verzeichnet, die keinen größeren Schaden anrichten. Laut VKU resultiert das hohe Sicherheitsniveau daraus, dass rund zwölf Prozent der kommunalen Unternehmen bereits ein Information Security Management System (ISMS) eingeführt haben und mehr als 60 Prozent der Versorger dies planen. Ferner werden die Mitarbeiter gezielt in den Umgang mit den informationstechnischen Systemen eingewiesen. 60 Prozent der Unternehmen lassen ihre Beschäftigten außerdem regelmäßig schulen. Ungeachtet der gesetzlichen Verpflichtungen wollen über 90 Prozent der kommunalen Versorger künftig zusätzliche Maßnahmen zur Gefahrenabwehr ergreifen. Neben dem Schutz vor Manipulationen durch Hacker sowie einem eventuell damit einhergehenden Blackout misst der VKU dem Auf- und Ausbau digitaler Verteilnetze eine große Bedeutung zu. Denn um Versorgungssicherheit zu erreichen und Netzschwankungen Hohe Verfügbarkeit der Versorgungsnetze sichergestellt SHDSL-basierte Ethernet-Extender Energieversorgung, Kritische Infrastrukturen, Sicherheit Rüdiger Peter Bislang hat es noch keinen totalen Blackout im deutschen Stromnetz gegeben. Der durch heftige Schneefälle verursachte Stromausfall in Teilen Nordrhein-Westfalens und Niedersachsens im November 2015 zeigt jedoch, wie sensibel die Versorgungsnetze sind. Neben naturbedingten Einflüssen bedrohen weitere, menschliche Faktoren die Versorgungssicherheit. „Kommunale Unternehmen sind Betreiber kritischer Infrastrukturen (KRITIS) und unterstehen damit besonderen Anforderungen zur Verhinderung von flächendeckenden Blackouts“ , so der Verband Kommunaler Unternehmen e.V. ( VKU). © Phoenix Contact 17 2 · 2019 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Infrastruktur vorzubeugen, müssen im gesamten Verteilnetz alle relevanten Daten erfasst und überwacht werden (Bild 1). Verwendung bestehender Zweidraht-Leitungen Im Zuge der seit 2015 vom Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) geforderten Installation eines E E G - E i n s p e i s e m a n a g e m e n t s zur Aufnahme und Regelung der Energiedaten nutzen viele kommunale Unternehmen die Situation zur Modernisierung ihrer Außenstationen. Diese sind historisch bedingt häufig noch autark aufgebaut. Ihre Steuerung und Regelung erfolgt typischerweise dezentral über ein serielles Protokoll auf Basis des IEC-Standards 60870-5-101, was die Möglichkeiten der Datenerfassung und -überwachung einschränkt. Moderne Steuerungen verwenden hingegen oftmals das leistungsstärkere TCP/ IP-Protokoll, beispielsweise den IEC-Standard 60870-5-104. So lassen sich nicht nur umfangreiche Energiedaten aufnehmen, sondern Prozesse dynamisch überwachen, sodass der Anwender bei sich abzeichnenden Störungen zeitnah präventiv eingreifen kann. Aus der Ethernet-Kommunikation ergeben sich allerdings auch neue Herausforderungen. Beispielsweise ist der Einsatz speziell geschirmter Ethernet- Leitungen notwendig, die eine Distanz von maximal 100 Meter überbrücken. Sind größere Distanzen zu überwinden, können alternativ Glasfaserkabel und entsprechende Konverter genutzt werden. Eine deutlich günstigere Möglichkeit stellen Ethernet-Extender zur Verfügung, da sie die Verwendung bestehender Zweidraht-Leitungen erlauben, zum Beispiel von nicht mehr eingesetzten Telefonleitungen. Unterstützen die Extender den SHDSL-Standard (Symmetrical High-speed Digital Subscriber Line), lassen sich Reichweiten von maximal 20 Kilometer je SHDSL- Segment überbrücken. Dabei sind Datenraten bis 15 MBit/ s möglich. In der Regel folgt das Kommunikationsnetz dazu der Versorgungstopologie, etwa von der Netzleitstelle über die nahegelegene Gasdruckregelstation bis zum nachfolgenden Wasser- oder Umspannwerk (Bild 2). Installation eines Streckenredundanzkonzepts Mit Blick auf das Internet of Things (IoT) sollte beim Kauf von Konvertern und Extendern darauf geachtet werden, dass sie die spätere Einbindung weiterer Stationen erlauben. Zur Steigerung der Verfügbarkeit des Kommunikationsnetzes bietet sich zudem die Installation eines Streckenredundanzkonzepts an. Hierbei wird im Übertragungsnetz eine Bild 1: Das Energiedatenmanagement und die Prozessdaten für Gas, Wasser und Strom werden zentral in der Leitwarte verarbeitet. © Phoenix Contact Bild 2: In Lübeck folgen die Kommunikationsnetze der Versorgungstopologie. © Phoenix Contact