Zuverlässige Kommunikation für kritische Infrastrukturen

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1 Zuverlässige Kommunikation für kritische Infrastrukturen Christian Wietfeld Faculty of Electrical and Computing Engineering Communication Networks Institute Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld Folie 1

2 Zusammenfassende Thesen I. Kritische Infrastrukturen benötigen dedizierte Netze basierend auf abgehärteter Standardnetztechnik (LTE). II. Im Rahmen der Vergabe von Funkfrequenzen sollten entsprechende Frequenzbereiche im Sub- GHz-Bereich vorgesehen werden. III. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen sollte eine multifunktionale Nutzung entsprechender Netzinfrastrukturen geprüft werden. Folie 2

3 Kommunikation für kritische Infrastrukturen s Klassische Dienste Max. Verzögerung ms s min Sprache Messaging Video-Konferenz Live TV Browsing Streaming Human to Human Human to Web Best effort h kbit/s 10 kbit/s 100 kbit/s 1 Mbit/s 10 MBbit/s 100 Mbit/s Erforderliches Volumen / Datenrate Folie 3

4 Kommunikation für kritische Infrastrukturen Max. Verzögerung s ms s min h Sicherheitskritische Steuerung Voice Steuerbefehle Monitoring Upgrade Kritische Infrastrukturen Machine-type CPS Worst-case Grenzen kbit/s 10 kbit/s 100 kbit/s 1 Mbit/s 10 MBbit/s 100 Mbit/s Erforderliches Volumen / Datenrate Folie 4

5 Kommunikation für kritische Infrastrukturen Max. Verzögerung s ms s min h Sicherheitskritische Steuerung Voice Steuerbefehle Sprache Messaging Monitoring Video-Konferenz Live TV Browsing Streaming Upgrade Classic Human to Human Human to Web Best effort CPS Machine-type CPS Worst-case Grenzen kbit/s 10 kbit/s 100 kbit/s 1 Mbit/s 10 MBbit/s 100 Mbit/s Erforderliches Volumen / Datenrate Normalbetrieb: Daten kritischer Infrastrukturen im Hintergrund Folie 5

6 Kommunikation für kritische Infrastrukturen Max. Verzögerung s ms s min h Sicherheitskritische Steuerung Sprache Voice Steuerbefehle Messaging Monitoring Video-Konferenz Live TV Browsing Streaming Upgrade Classic Human to Human Human to Web Best effort CPS Machine-type CPS Worst-case Grenzen kbit/s 10 kbit/s 100 kbit/s 1 Mbit/s 10 MBbit/s 100 Mbit/s Erforderliches Volumen / Datenrate Störungsfall: Daten kritischer Infrastrukturen in den Vordergrund und andere Dienste verdrängen. Herausforderungen: Netzneutralität Konkurrenz der Priorisierungsvorgaben. Folie 6

7 Anforderungsprofil am Beispiel Energiesysteme Quelle: VDE Positionspapier Kommunikationsnetz für das Smart Grid, März Analoge Anforderungsprofile für Verkehr und andere kritische Infrastrukturen Folie 7

8 Realisierungsoptionen für Kommunikationsnetze für kritische Infrastrukturen Branchen-Spezifische Netze Railways (GSM-R) Energy System Straßenverkehr Emergency Response (TETRA) Air Traffic Control Public Networks Abgehärtetes Netz für kritische Infrastrukturen Energy CPS-Network CPS.. Public Networks Verkehr CPS.. Integration in Öffentliche Netzinfrastrukturen Energy Public Networks CPS- Network 2 Ressourcen (CAPEX/OPEX) Netzkomplexität Folie 8

9 Abdeckungsvorteil niedriger Funkfrequenzen Für Deep Indoor coverage 450 MHz 450 MHz vs. 800 MHz 450 MHz vs MHz Quelle: VDE Positionspapier Kommunikationsnetz für das Smart Grid, März 2015 (basierend auf Berechnungen der TU Dortmund) Folie 9

10 Zusammenfassende Thesen I. Kritische Infrastrukturen benötigen dedizierte Netze basierend auf abgehärteter Standardnetztechnik (LTE). II. Im Rahmen der Vergabe von Funkfrequenzen sollten entsprechende Frequenzbereiche im Sub- GHz-Bereich vorgesehen werden. III. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen sollte eine multifunktionale Nutzung entsprechender Netzinfrastrukturen geprüft werden. Folie 10