Wege zur Umsetzung von Smart Grids: Die Modernisierung der entscheidenden Kommunikationsinfrastruktur

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1 WHITE PAPER Smart Grids Wege zur Umsetzung von Smart Grids: Die Modernisierung der entscheidenden Kommunikationsinfrastruktur Einführung Die Mitarbeiter der Energieversorgungsbranche sind täglich einem frustrierenden Widerspruch ausgesetzt: Einerseits ist ihre Branche der Energielieferant für das digitale Zeitalter. Andererseits sind zahlreiche Vorgänge und Systeme im Energieversorgungsbereich von längst überholten und überwiegend analogen Technologien abhängig. Diese Situation wurde maßgeblich durch behördliche Regulierungen beeinflusst, die einer Modernisierung wenig dienlich waren. Aber nun hat in den Behörden und in der Branche ein Umdenken stattgefunden, das für Veränderung sorgt: Mit Smart Grids werden durch den Einsatz digitaler Technologien positive Ergebnisse für alle Beteiligten der Energieversorgungsbranche erzielt. Neben der Modernisierung der Infrastruktur und Dienstleistungen in der Energieversorgung ermöglichen Smart Grids außerdem eine Senkung der Betriebskosten, und die Kunden erhalten einen besseren Service. Erste Erfahrungsberichte zeigen, dass die Kunden reagieren. Ein Energieversorgungsunternehmen im Westen der USA erzielte kürzlich Erfolge durch den Einsatz der Advanced Metering Infrastructure (AMI), einer Kernkomponente der aufkommenden Smart Grids. Das Unternehmen schloss im ersten Jahr über vier Millionen AMI-Abonnements ab und sparte im Außendienst sowie bei der Produktion und Lieferung von Energie Kosten in Millionenhöhe ein. Mit Smart Grids wird die Verwaltung und Verteilung von Energie intelligenter, und es entstehen neue Möglichkeiten: Die Nachfrage ist besser skalierbar, die Grids sind zuverlässiger, und es gibt neue Anwendungen. Außerdem können Kunden besser ihre Kosten steuern, und ein Energiemarkt in Echtzeit wird ermöglicht. Allerdings ist die Umstellung auf Smart Grids nicht einfach. Besonders schwierig ist sie dann, wenn das Stromnetz mit Telekommunikations- und IT-Strukturen gebündelt ist. Es gibt jedoch praxisbewährte Lösungen, mit denen Sie die herausfordernden Aspekte wie Netzwerkkonnektivität, Sicherheit und höheres Datenvolumen bewältigen können. Diese Lösungen unterstützen nicht nur die vorhandenen Systeme und die Architektur, sondern sie sind auch flexibel und skalierbar genug für zukünftige Änderungen. Von Kyle McNamara, Managing Principal, Verizon Business Energy & Utility Practice und Alessandro (Alex) Meynardi, Managing Principal, Verizon Business Energy & Utility Practice Der Kommunikationsbereich ein wesentlicher Bestandteil von Smart Grids Beim Entwickeln einer Strategie und Roadmap für den Übergang ist es wichtig, die technischen Ebenen zu berücksichtigen, die Smart Grids zugrunde liegen. Auf der obersten Ebene kann man die Technologien von Smart Grids in drei Bereiche unterteilen: Energiebereich: Energieerzeugung, -übertragung, -transformation, -verteilungsnetz und -verbrauch Kommunikationsbereich: LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), FAN/AMI (Field Area Network) und HAN (Home Area Network) sowie die zugrunde liegende IT-Infrastruktur Anwendungsbereich: Steuerung der Nachfragereaktion, Abrechnung, Ausfallkontrolle, Lastenüberwachung, in Echtzeit arbeitende Energiemärkte und eine neue Palette von Dienstleistungen für Kunden In allen drei Bereichen sind Änderungen erforderlich, der Kommunikationsbereich ist jedoch wahrscheinlich am meisten betroffen. Der Kommunikationsbereich spielt bei der Realisierung von Smart Grids die entscheidende Rolle. Er dient als Kreislaufsystem zur Verbindung der verschiedenen Systeme und Geräte vom Energiebereich bis Anwendungsbereich und übernimmt die Kommunikation in beide Richtungen der Energiezulieferkette. Im Kommunikationsbereich werden dieselben Internettechnologien genutzt, durch die bereits andere Hightech-Branchen transformiert wurden. Diese Internettechnologien werden nun für intelligentere Grids eingesetzt. Einfach ausgedrückt umfasst der Kommunikationsbereich das Kommunikationsnetzwerk und die zugrunde liegende IT-Infrastruktur. Das Kommunikationsnetzwerk sorgt für den Transport von Daten- und Voice-Informationen zwischen dem Versorgungsunternehmen und den verschiedenen Punkten des Energiebereiches und verbindet diese mit dem Anwendungsbereich. Die 1

2 IT-Infrastruktur steuert, wie die Daten und Voice-Informationen verwendet und gesichert werden. Dennoch stellt der Kommunikationsbereich die größte Herausforderung für CIOs von Energieversorgungsunternehmen dar, die mit alten Architekturen (etwa Betriebsfunknetzen) sowie nicht integrierten Altsystemen arbeiten müssen. Antriebsfaktoren für Smart Grids Smart Grids sind heute in aller Munde nicht nur in der Energieversorgungsbranche. Der Staat, Umweltgruppen und Endverbraucher engagieren sich für die Idee, in der Hoffnung, dass aufgrund der Flexibilität der Smart Grids neue Energieoptionen entstehen und die Nachfrage besser gesteuert und verwaltet werden kann. Außerdem soll durch sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen eingedämmt werden und der Bedarf an anderen neuen Einrichtungen zur Energieerzeugung sinken. Von den Versorgungsunternehmen wird verlangt, auf diese branchenverändernden Kräfte in verschiedener Hinsicht zu reagieren. Das Smart Grid ist sowohl eine Weiterentwicklung als auch eine radikale Umstellung: Schon seit Jahren haben die Versorgungsunternehmen den Netzen, wo immer es möglich war, intelligente Funktionen hinzugefügt. Allerdings handelte es sich hierbei um eine Patchwork-Vorgehensweise mit aus heutiger Sicht veralteten Technologien. Durch die Verwendung modernerer Technologien wurden bei diesem Ansatz die Herausforderungen oftmals noch größer. Aufschwung bei den erneuerbaren Energiequellen: Es ist absehbar, dass erneuerbare Energiequellen zum etablierten Standard werden, und das Smart Grid ist eine Schlüsseltechnologie, die dies ermöglicht. Mithilfe von Smart Grids lassen sich Wind- und Sonnenenergie in das Portfolio der Energiegewinnung eingliedern. Gleichzeitig werden Fluktuationsprobleme gelöst, sodass die Versorgungsunternehmen der steigenden Energienachfrage nachkommen können. Starke Verbreitung von Smart Grid-Geräten: Verschiedene neue Smart Grid-Geräte wie Stromzähler, Transformationsmonitore und Streckenlastermittlungsgeräte sind verfügbar. Diese besitzen integrierte intelligente Funktionen, mit denen Lastprobleme ermittelt und beseitigt werden können. Wenn bestimmte Situationen auftreten, werden von den intelligenten Geräten automatisch Anweisungen über das Zwei-Wege-Kommunikationssystem zurückgesendet, mit denen das Problem behoben werden kann. Andere Geräte werden direkt an die Verbraucher verkauft, die dadurch ihren Verbrauch besser steuern können. Staatliche Förderung von Smart Grids: Das US-amerikanische Department of Energy hat im Rahmen des American Reinvestment and Recovery Act Investitionszuschüsse für Smart Grids in Höhe von 3,4 Milliarden Dollar bereitgestellt. i Viele Versorgungsunternehmen haben Investitionszuschüsse erhalten und sind damit beauftragt, in naher Zukunft Projekte durchzuführen, für die sie verschiedene Smart Grid-Projekte starten. CIP-Regulierungen des NERC: Zum umfassenden Schutz der Kommunikationsschicht für die breite Stromversorgung hat die NERC (North American Electric Reliability Corporation) in den CIP-Normen (Critical Infrastructure Protection) acht Cyber-Sicherheitsanforderungen festgelegt. Die Implementierungsfristen sind unterschiedlich. Unternehmen müssen jedoch Mitte bis Ende 2010 den Normen vollständig entsprechen und für die meisten Anforderungen erfolgreich Audits durchlaufen. Wachsende Rolle der Verbraucher: Durch Smart Grids entstehen viele neue Funktionen und Dienstleistungen, die Verbraucher sich gewünscht haben. Sie können nun ihren Energieverbrauch proaktiv steuern und sogar überschüssigen Strom vom Verbrauchergebäude an das Versorgungsunternehmen zurückverkaufen. Außerdem können intelligente Messgeräte einen ungewöhnlich hohen Stromverbrauch ermitteln und den Verbraucher warnen. Diese Antriebsfaktoren für Smart Grids stellen hohe Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur. Versorgungsunternehmen müssen sicherstellen, dass ihr Kommunikationsbereich auf dem aktuellen Stand, skalierbar und sicher ist. Dies bedeutet für viele Versorgungsunternehmen eine Herausforderung. Fallstricke bei der Umsetzung von Smart Grids Die Versorgungsunternehmen stehen unter dem Druck von Aktionären, die Smart Grid-Initiativen zügig umzusetzen. Das Ausmaß der erforderlichen Veränderungen für die Unterstützung von Smart Grids und neue Energiegewinnungsmethoden können selbst erfahrenen Führungskräften von Versorgungsunternehmen Anlass zur Sorge geben. Die meisten Versorgungsunternehmen haben ihr Kommunikationsnetzwerk und ihre IT-Infrastruktur Schritt für Schritt aufgebaut. Aufgrund der Kombination veralteter Technologien, die nicht integriert sind, bedeutet der Schritt zu einem verbundenen Netz eine Herausforderung. Veraltetes Kommunikationsnetzwerk Die Märkte der Versorgungsunternehmen erstrecken sich geografisch über verschiedene Regionen, umfassen oft ländliche ebenso wie städtische Gebiete und bedienen Verbraucher aus Privathaushalten, Unternehmen und der Industrie. Diese Heterogenität spiegelt sich in ihren Kommunikationsstrukturen wider, die sich in den letzten 50 Jahren schrittweise entwickelt haben. Viele Versorgungsunternehmen haben umfassende Kommunikationsnetzwerke implementiert, über die der Voice- und Datenverkehr sowohl für das Festnetz als auch für mobile Netze abgewickelt wird und die in der gesamten Dienstleistungsregion mit zahlreichen unterschiedlichen 2

3 Systemen verbunden sind. Jedes dieser Systeme weist andere Anforderungen für die Bandbreite, Sicherheit und Leistung auf. Außerdem bauen die Systeme möglicherweise auf verschiedenen Plattformen auf und verwenden proprietäre Protokolle. Bei einigen ist die Architektur bruchstückhaft, was höhere Betriebskosten bedeutet. Möglicherweise fehlt auch die nötige Bandbreite für die Zwei-Wege-Kommunikation in Echtzeit wie bei Smart Grids. Oder die Systeme sind nicht ausreichend skalierbar, sodass sie sich nicht an die sich ständig ändernde Palette von Smart Grid-Geräten und -Anwendungen anpassen können. Exponentielles Datenwachstum Aufgrund der exponentiellen Zunahme der intelligenten Geräte, Strommesser und Monitore, die im Rahmen der Smart Grids online geschaltet werden, kommt auf die Versorgungsunternehmen in naher Zukunft ein explosionsartiger Anstieg der Datenmenge zu. Die meisten alten Datenstrategien und -systeme sind für die dann erzeugten Datenvolumen nicht geeignet. Für diese neuen Daten werden mehr Speicher und Bandbreite sowie zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Außerdem müssen die Daten für tiefergehende Analysefunktionen verfügbar sein, die ein Verständnis der neuen Verbrauchsmuster ermöglichen und als Grundlage für die Entwicklung neuer Preismodelle dienen können. In einigen Versorgungsunternehmen ist dieser Datenanstieg bereits spürbar. So betrug beispielsweise das gesamte Online-Datenvolumen eines Versorgungsunternehmens vor Beginn der Phase I der Smart Grid-Einführung ca. 20 TB (Terabyte), d. h Gigabyte. Das Unternehmen erfasst nun alle 15 Minuten Daten von intelligenten Strommessern. Dadurch sind die Speicheranforderungen auf 200 TB angestiegen. Das Versorgungsunternehmen hat berechnet, dass sich durch eine Datenerfassung im 5-Minuten-Takt das Datenvolumen von 200 auf 800 TB erhöhen würde. ii Das Versorgungsunternehmen geht davon aus, dass mit Phase II und dem Hinzufügen alternativer Energiequellen wie Solarzellen und Brennstoffzellen das Petabyte-Zeitalter erreicht wird. Ein Petabyte entspricht Tausend Terabyte. Je nach der geografischen Lage innerhalb des Landes müssen einige Versorgungsunternehmen die erfassten Stromzählerwerte von 36 Monaten speichern. Experten sprechen bereits von Datenmengen im Bereich von Exabyte das entspricht einer Million Terabyte. Risiken beim Datenschutz Die Risiken beim Schutz von Kundendaten stehen derzeit im Zentrum der Debatte um die Smart Grid-Entwicklung. Die Behörden ringen mit der Frage, wem die Daten gehören und warum. Es gibt wachsende Bedenken, dass diese Daten auf eine Weise verwendet werden könnten, wie es die Verbraucher nie beabsichtigt hatten. Das NIST (National Institute of Standards and Technology) hat im Zusammenhang mit Smart Grids mehrere potentielle Risiken für den Datenschutz ermittelt. Dazu gehören Identitätsdiebstahl, das Nachverfolgen des persönlichen Verhaltens von Verbrauchern und die Überwachung in Echtzeit. Die Informationen dieser Geräte können in unerwarteter Weise miteinander kombiniert werden, sodass Daten ersichtlich werden, die der Verbraucher vielleicht nicht weitergeben möchte. Denken Sie einen Moment über einen mit der smarten Technologie vernetzten Haushalt nach. Anhand der erfassten und gesendeten Daten könnte man nachverfolgen, welche Geräte wann verwendet werden, wann jemand in einem anderen Zimmer aktiv wird, wann der Wassererhitzer für die Dusche betätigt wird oder selbst ob jemand zu Hause ist oder nicht. Diese Aspekte sind beunruhigend, noch bedenklicher ist allerdings die Möglichkeit, die Verwendung medizinischer Geräte zu ermitteln. Zunehmende Gefahr von Cyber-Angriffen Die Energieversorgungsbranche steht bei der Einführung von Smart Grids vor ganz neuen Herausforderungen im Bezug auf die Sicherheit. Neben den Risiken für die unternehmenseigenen Vermögenswerte besteht auch die Gefahr von Bedrohungen für die gesamte Energiezulieferkette. Durch den Zusammenschluss zusätzlicher Energielieferanten, das Hinzufügen neuer Energiequellen und die Einbindung in den Verbraucherhaushalt entstehen größere Schadensrisiken. In der Vergangenheit haben Versorgungsunternehmen in größtenteils geschlossenen Systemen gearbeitet. Die zentralen Steuersysteme waren kaum mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden, geschweige denn mit dem Internet. Im Zuge der Einführung von Smart Grids erhalten die Versorgungsunternehmen jedoch ein offeneres Kommunikationsmodell. Nicht nur Steuersysteme wie SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition deutsch auch oft ÜSE, System zur Überwachung, Steuerung und Datenerfassung) werden mit dem Netzwerk verbunden, sondern auch andere Punkte entlang der Energiezulieferkette außerhalb der Firewalls des Unternehmens. Stephen Wostal, Autor der Publikation Intelligent Utility, berichtet, über verschiedene Nachrichtenkanäle sei bekannt gegeben worden, dass laut ranghohen Geheimdienstmitarbeitern Datenspitzel bereits Software an strategischen Positionen innerhalb des Netzes hinterlegt hätten. Somit erhalte der Begriff Spyware eine ganz neue Dimension. iii Laut Intelligent Utility wurde aus Nachrichtenquellen auch kürzlich bekannt, dass die CIA Beweise für erfolgreiche Cyber-Angriffe gegen wichtige US-amerikanische Infrastrukturen außerhalb der USA gefunden habe. Diese Angriffe seien speziell darauf ausgerichtet gewesen, die Stromversorgung zu unterbrechen und einen Stromausfall in mehreren Städten zu verursachen. Das Stromnetz ist in hohem Maß von computerbasierten Steuersystemen abhängig. Diese Systeme sind zunehmend mit offenen Netzwerken wie dem Internet verbunden und dadurch den Risiken des Cyberspace ausgesetzt. Ein Ausfall des Stromnetzes, sei er beabsichtigt oder unbeabsichtigt, hätte umfangreiche und möglicherweise verheerende Folgen für unser Land. Bennie G. Thompson (demokratischer US-Kongressabgeordneter), Vorsitzender des Commit tee on Homeland Security des US-amerikanischen Repräsentantenhauses bei der Einführung des Critical Electric Infrastructure Protection Act (Gesetz zum Schutz der kritischen elektrischen Infrastruktur) am 30. April

4 Beschleunigte Kommunikation Zwar liegt das Hauptaugenmerk der Versorgungsanbieter nicht auf der Kommunikation, jedoch erfordern Smart Grids ein gut ausgebautes Kommunikationsnetzwerk zur Unterstützung der traditionellen Versorgungsfunktionen der Energieschicht. Das Netzwerk muss außerdem flexibel genug sein, um sich an die neuen Anforderungen der Anwendungsschicht anpassen zu können. Es muss die Nachfragereaktion kontrollieren können und intelligente Stromzählergeräte und verteilte Energiequellen unterstützen. Das Kommunikationsnetzwerk muss nahtlos integriert sein, Kommunikation in Echtzeit ermöglichen, mit der von Smart Grid-Komponenten erzeugten Datenflut umgehen können und dabei jederzeit sicher sein. Überbrückung der Kommunikationstechnologien mit MPLS Das Netzwerk von Versorgungsunternehmen steuert den Datenverkehr für die Datenerfassung, Messdaten und Voice- und Dateninformationen des Unternehmens. Für diese verschiedenen Typen von Datenverkehr gelten unterschiedliche Anforderungen. Dadurch wird die Verwaltung und Sicherung komplexer. Ein großer Teil dieses Datenverkehrs wird über private und proprietäre Protokolle der Schicht 2 abgewickelt. Ein voll integriertes und optimiertes Grid-Netzwerk wird dagegen über die Protokolle der IP-Schicht 3 gesteuert. Da die meisten Versorgungsunternehmen die alten Kommunikationssysteme noch nicht vollständig durch eine IP-basierte Kommunikation ersetzen können, ist ein Hybridansatz erforderlich. Zur Überbrückung dieser Lücke dient die MLPS-Technologie (Multiprotocol Label Switching). 4 In integrierten Kommunikationsnetzwerken werden die Komponenten von Smart Grids so miteinander verbunden, dass der Datenaustausch und die Steuerung in Echtzeit ermöglicht werden und jeder Bereich des Netzes senden und empfangen kann. Mit der MPLS-Technologie können mehrere Kommunikationsprotokolle konsolidiert werden, indem mithilfe virtueller Verbindungen sowohl der Datenverkehr von Schicht 2 als auch der von Schicht 3 verwaltet wird. Über die virtuellen Verbindungen kann der Datenverkehr der Schicht 2 Geräte mit IP-Adressen passieren, allerdings in einem separaten Bereich ohne IP-Konnektivität. Diese Integration ist von entscheidender Bedeutung, da durch sie alte, noch wertvolle Strukturen erhalten werden können, während gleichzeitig die umfassenderen Kommunikationsanforderungen von Smart Grids realisiert werden. MPLS ermöglicht eine flexible Steuerung des Datenverkehrs im Netzwerk, bei der der erfolgswichtige Datenverkehr priorisiert werden kann. Beispielsweise kann die Übertragung von SCADA-Datenverkehr zum Hauptcontroller als vorrangig festgelegt werden. Außerdem bietet MPLS Funktionen gegen Ausfall. Durch die Segmentierung in AMI-, SCADA- und Transformationsdatenverkehr bleiben beim Ausfall einer Komponente die anderen Komponenten weiterhin funktionsfähig. Der Datenverkehr kann schnell bedarfsgerecht umgeleitet werden. MPLS kann auch so konfiguriert werden, dass private and öffentliche Daten logisch getrennt werden. Wenn öffentliche und private Daten über dieselben physischen Verbindungen und Router geleitet werden, sollten von Anbieterseite zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen bereitgestellt werden, damit diese Elemente vor Angriffen geschützt sind. Durch MPLS wird separater Datenverkehr zu einem einzigen Netzwerk konsolidiert. Dadurch verringern sich sowohl die Kapitalaufwendungen als auch die Betriebskosten. Außerdem kann MPLS Versorgungsunternehmen bei der Erfüllung der NERC-CIP-Normen unterstützen, indem es weiterhin die Strukturen der Schicht 2 verwaltet, während gleichzeitig das Routing über Schicht 3 vollständig unterstützt wird und somit eine allmähliche Umstrukturierung stattfinden kann. Mit MPLS können nicht nur alte Kommunikationsnetzwerke integriert, sondern auch IP-Netzwerke angeschlossen werden, sodass ein komfortabler Migrationspfad für die zukünftige Aufnahme zusätzlicher IP-basierter Komponenten bereitsteht. Einspeisen von Daten in Clouds Es ist schwierig im Vorfeld zu bestimmen, wie stark die aktuelle Infrastruktur skaliert werden muss, damit die zusätzlichen Datenmengen der Smart Grids zu bewältigen sind. Einige Versorgungsunternehmen müssen die Zählerwerte von 36 Monaten aufbewahren. So können die Speicheranforderungen schnell in den Exabyte-Bereich ansteigen. Wie bei den Energiesystemen vergangener Zeiten werden viele Versorgungsunternehmen ihre Rechenzentren ausbauen, um den Spitzenbedarf abzudecken. Bei dieser auf Höchstwerte ausgerichteten Infrastruktur treten wahrscheinlich auch Phasen mangelnder Auslastung auf, die den ROI ungünstig beeinflussen. Viele Unternehmen setzen daher heute auf Cloud-basierte Dienste für die Datenverwaltung. Bei Cloud-basierten Diensten entstehen geringere Kapitalaufwendungen für Hardware, Software und Dienstleistungen, da der Cloud-Anbieter nur für die tatsächlich in Anspruch genommenen Leistungen bezahlt wird. Dadurch bleiben wichtige Investitionssummen für andere Smart Grid-Initiativen erhalten. Normalerweise bestehen vorab nur geringe oder gar keine Kosten, und die

5 Verträge können jederzeit gekündigt werden. So werden potentielle Risiken für den ROI umgangen. Die Dienste basieren auf SLAs (Service Level Agreements), die für den Fall der Nichterfüllung finanzielle Vertragsstrafen vorsehen. Weitere Vorteile: Geteilte Kosten für die Infrastruktur Skalierbarkeit in Echtzeit und nutzungsbezogenes Kostenmodell Standortunabhängige und verwaltete Disaster Recovery Sehr gute Verfügbarkeit Geringere Kosten für Wartung und Energiebedarf Der wahrscheinlich größte Vorteil besteht darin, dass das Cloud Computing oftmals sicherer als heutige Unternehmensstrukturen ist. Die Anbieter von Cloud-Lösungen verfügen über speziell ausgebildete Sicherheitsteams, erstklassige Ausrüstung sowie über Sicherheitsprotokolle, die gegen die neuesten Bedrohungen gewappnet sind ein Thema, mit dem die meisten IT-Organisationen, auch außerhalb der Versorgungsbranche, zu kämpfen haben. Wenn man eher schrittweise vorgehen möchte, kommen Managed Services in Betracht. Durch die Auslagerung der Datenverwaltung zu einem spezialisierten Anbieter können die IT-Ressourcen sich auf wichtige neue Unternehmensaktivitäten und technische Initiativen konzentrieren. Auf Datenverwaltung spezialisierte Anbieter können die Effizienz von Datenzentren durch die Virtualisierung von Servern steigern. Durch die Virtualisierung werden mehrere Anwendungen auf einem einzelnen Server in so genannten virtuellen Instanzen konsolidiert. So werden insgesamt weniger Server benötigt. Außerdem können die Experten für Datenverwaltung Unternehmen bei der Umsetzung von mehrstufigen Speicherstrategien unterstützen, bei der weniger aktive oder archivierte Daten auf kostengünstigere Speichermedien übertragen werden und die wichtigen und aktiven Daten in Systemnähe aufbewahrt werden. Die Experten verfügen oft über umfassende Kenntnisse im Bereich der Daten- und Systemsicherheit, einschließlich Methoden für Identitätsverwaltung und -schutz. Eine sichere Zukunft für Smart Grids Bösartige Angriffe auf das System oder der Diebstahl von Unternehmensdaten, einschließlich vertraulicher Kundendaten, können eine Bedrohung darstellen. Beim Entwickeln einer Sicherheitsstrategie muss höchste Sorgfalt angewendet werden, da die Verbindungen von Smart Grids gegenüber dem Versorgungsunternehmen und den Netzwerkknoten des Gesamtnetzes stärker exponiert sind. Bedrohungen und Schwachstellen Für die Absicherung von Smart Grids gegen Bedrohungen und Schwachstellen ist eine Kombination verschiedener Schutzmaßnahmen erforderlich. Heutige Hacker, die oft organisierten kriminellen Gruppen oder sogar terroristischen Netzwerken angehören, suchen in den Zielbereichen des Netzwerks nach Schwachstellen. iv Es wird zunehmend wichtiger, umfassende, wirksame und aktuelle Sicherheitsmaßnahmen anzuwenden. Günstigerweise sind die Netzwerke, auf denen die meisten Smart Grid-Anwendungen ausgeführt werden sollen, nicht neu, und es werden in ihnen bereits Schutzmaßnahmen gegen die verschiedenen Sicherheitsrisiken eingesetzt. Die Sicherheitsaktivitäten sind sehr umfassend und können nur von einem Expertenteam verwaltet werden. Antiviren- und Antispywaresysteme müssen implementiert und überwacht werden. Es müssen Steuermechanismen wie Firewalls und VPNs eingesetzt werden, damit unerlaubte Zugriffe auf das System entdeckt und verhindert werden können. Außerdem müssen Authentifizierungsmaßnahmen hinzugefügt werden, die eine Manipulation des Systems verhindern. Überdies wird dadurch sichergestellt, dass nur vertrauenswürdige Messgeräte zum Netzwerk hinzugefügt werden können und nur genehmigte Firmware-Aktualisierungen für Messgeräte angewendet werden dürfen. Alle persönlichen Daten, die über das Netz transportiert werden, sollten verschlüsselt werden, damit sie vor unberechtigter Verwendung geschützt sind. Identitäts- und Zugangsmanagement Persönliche und insbesondere vertrauliche Daten sollten immer sicher übertragen und gespeichert werden. Alle persönlichen Daten, die über das Netz transportiert werden, sollten verschlüsselt werden, damit sie vor unberechtigter Verwendung geschützt sind. Zwei-Wege- Handshakes sind erforderlich, um Geräte eindeutig zu identifizieren und die zulässigen Interaktionen zu erlauben. IAM-Strategien (Identity And Access Management) zielen darauf ab, Anwendungen und Daten gegen die betrügerische Verwendung persönlicher Informationen abzusichern. IAM umfasst Funktionen zur Benutzerverwaltung, Autorisierung und Authentifizierung. IAM wird komplexer, wenn der Zugriff auf Anbieter, Lieferanten oder gar Kunden ausgedehnt wird. Ein neues Verfahren mit der Bezeichnung Federated Identity (föderierte Identität) ermöglicht die Portabilität der Authentifizierung über verschiedene Domänen hinweg. Dadurch können separate Systeme innerhalb und außerhalb des Unternehmens aus der Sicherheitsperspektive nahtlos miteinander verbunden werden. 5

6 Zusammenfassung Versorgungsunternehmen stehen bei der Umsetzung von Smart Grids vor einigen großen Herausforderungen. Die Geräte besitzen immer intelligentere Funktionen, neue Energiequellen wie Wind und Sonne kommen hinzu und neue Anwendungen werden bereitgestellt, mit denen die Verbraucher ihren Energieverbrauch proaktiv steuern können. Dies bedeutet eine starke Belastung des Kommunikationsbereiches, der für die Integration des Energiebereiches und des Anwendungsbereiches sorgt. Damit die neuen Anforderungen für Smart Grids zügig und kosteneffizient erfüllt werden können, muss der Kommunikationsbereich mit einer Infrastruktur versehen werden, die nicht nur vorhandene Systeme und Architektur unterstützt, sondern auch ausreichend flexibel und skalierbar für zukünftige Änderungen ist. Gleichzeitig müssen die Sicherheit und die Einhaltung der CIP-Normen gewährleistet sein. Es sind heute Technologien und Dienstleistungen verfügbar, die Versorgungsunternehmen bei der Bewältigung der Herausforderungen im Bereich der Kommunikationsinfrastruktur unterstützen. Überbrückende Netzwerktechnologien wie MPLS, Hosted Data Services und umfassende Sicherheitsprogramme sind mögliche Optionen, die relativ schnell implementiert werden können und mit denen ein hohes Servicelevel erreicht wird. Für die meisten Versorgungsunternehmen sind dies völlig neue Aufgaben. Das Aktualisieren von Kernkomponenten für Smart Grids ist ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess, der nicht über Nacht durchgeführt werden kann. Die Führungskräfte von Versorgungsunternehmen sollten die Aktualisierung der Kommunikationsinfrastruktur mit großer Sorgfalt angehen und richtig einschätzen, wo die Grenzen ihres Fachwissens liegen und wann sie sich lieber auf externe Experten verlassen. Verizon Business kann Sie bei der Umsetzung von Smart Grids unterstützen. Die Mitarbeiter von Verizon sind sich bewusst, was Business Transformation bedeutet. Wir haben unser Unternehmen von einer Telekommunikationsfirma in einen weltweit agierenden Anbieter von Lösungen im Bereich IT, Sicherheit, Mobility, Kommunikation und Netzwerke umgewandelt. Zu unseren Kunden gehören Regierungsbehörden ebenso wie Unternehmen, darunter 98 % der Fortune 500-Unternehmen. Kurz gesagt, hilft unsere eigene Transformation heute unseren Kunden bei diesem Prozess, dessen Ergebnis mehr Effizienz, bessere und nützlichere Produkte und Dienstleistungen und mehr Wettbewerbsfähigkeit sind. Als Nächstes können wir Sie beim Wachstum Ihres Unternehmens unterstützen. Wir haben ein Team von Experten aus der Energieversorgungsbranche zusammengestellt, das Sie beim Management aller Aspekte Ihrer Smart Grid-Transformation unterstützt, einschließlich einer der wichtigsten Komponenten von Smart Grids: der Kommunikationsinfrastruktur. Mit unserem Wireless- und globalen IP-Netzwerk und unseren Managed Data Services und modernen Sicherheitsanwendungen können Sie Ihre technologische Infrastruktur zügig ausbauen. Über Verizon Business Verizon Business ist eine Geschäftseinheit von Verizon Communications (NYSE: VZ) und ein internationaler Branchenführer im Bereich IT- und Kommunikationslösungen. Das Unternehmen unterstützt seine Kunden auf der Basis fachlicher Expertise und eines der engmaschigsten IP-Netzwerke der Welt mit preisgekrönten Lösungen für die Bereiche Kommunikation, IT, Informationssicherheit und Netzwerke. Verizon Business sorgt für die sichere Kommunikation mit Kunden, Partnern, Lieferanten und Mitarbeitern über immer komplexer werdende Unternehmensstrukturen hinweg. Ziel im so genannten extended enterprise ist es, Produktivität und Effizienz zu steigern, Sicherheit zu gewährleisten und dabei die Umwelt zu schonen. Viele der weltweit größten Unternehmen und Behörden, darunter 96 % der Fortune 1000-Unternehmen sowie Tausende Regierungsbehörden und Bildungseinrichtungen, vertrauen auf die Professional und Managed Services sowie die Netzwerktechnologien von Verizon Business, die zur Optimierung ihrer geschäftlichen Abläufe beitragen. Weitere Informationen finden Sie unter Sind Sie bereit? Wenden Sie sich an uns. Wir wissen, was technologische Transformation bedeutet, und stehen Ihnen bei der Umstellung auf Smart Grids von Anfang an zur Seite. Mit uns kommen Sie sicher ans Ziel. Weitere Informationen finden Sie unter oder wenden Sie sich an Ihren Ansprechpartner bei Verizon. Über die Autoren Kyle McNamara, Managing Principal, Verizon Business Energy & Utility Practice Kyle McNamara ist Managing Principal bei Verizon Business Energy & Utility Practice. Er verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung im Bereich Management Consulting bei Stromversorgungsunternehmen und in anderen Branchen. Er arbeitete für Kunden in den USA, Großbritannien, Kanada, China und Südkorea. Er sammelte umfangreiche Erfahrungen bei der Arbeit mit Stromversorgungsunternehmen, um Serviceanforderungen der Kunden zu erfüllen. Beispielsweise hat er verschiedene Versorgungsunternehmen im Mittleren Westen dabei unterstützt, die Deregulierung einzuführen und Probleme zu lösen, die aus der Implementierung neuer Rechnungssysteme resultierten. Außerdem entwarf er Kunden- und Rechnungsstrategien für große internationale Unternehmen und unterstützte die Entwicklung einer Strategie für die Kundenanalyse zur Unternehmensberatung. Zu seinen weiteren Kernkompetenzen zählen die Verbesserung von Geschäftsprozessen, Business Continuity-Management und Revenue Assurance. Alessandro (Alex) Meynardi, Kyle McNamara, Managing Principal, Verizon Business Energy & Utility Practice Alessandro (Alex) Meynardi ist Managing Principal bei Verizon Business Energy & Utility Practice. In der Energieversorgungsbranche gilt er als vertrauensvoller Berater und Vordenker, der strategische Orientierung bietet und innovative Lösungen entwickelt. Er arbeitet mit verschiedenen Versorgungsunternehmen, Technologiepartnern und Organisationen und Stellen innerhalb von Verizon zusammen, um wichtige Funktionen für den Versorgungsmarkt zu entwickeln und bereitzustellen, die von den Stärken von Verizon profitieren und bahnbrechende Lösungen bieten. Die Schwerpunkte von Meynardi liegen auf Smart Grid-Lösungen, Ausfallmanagement, Automatisierung und Schutz von Transformatorstationen, physische Sicherheit und Cyber-Sicherheit sowie Kommunikationsinfrastrukturen. Vor seiner Tätigkeit bei Verizon Business war Meynardi eine versierte Führungskraft bei Accenture; er verfügt über mehr als 15 Jahre Berufserfahrung. Im Laufe dieser Zeit sammelte Meynardi umfassende Erfahrungen in den Bereichen Technik und Sicherheit in verschiedenen Branchen. Er leitete den Entwurf und die Entwicklung von Technologie- und Sicherheitslösungen für große und komplexe, millionenschwere Unternehmen, um die Geschäftsziele wichtiger Versorgungsunternehmen in Nordamerika zu unterstützen. 1 US-Präsident Obama hat Investitionen in Höhe von 3,4 Milliarden Dollar zur Förderung der Umstellung auf Smart Energy Grids angekündigt (in englischer Sprache) 2 IT-Experten aus dem Energieversorgungsbereich sehen in Smart Grids einen Segen für Hersteller von Datenspeicher SearchStorageChannel.com, Mai (in englischer Sprache) 3 Öffnung nach außen: Sicherheitsherausforderungen bei SCADA, Intelligent Utility, Mai/Juni Weitere Informationen finden Sie unter (in englischer Sprache) Data Breach Investigation Report, Verizon Business, 2009 verizonbusiness.com/de 2010 Verizon. Alle Rechte vorbehalten. WP /10 Die Bezeichnungen Verizon und Verizon Business sowie die Logos und alle anderen Namen, Logos und Slogans der Produkte und Dienstleistungen von Verizon sind Marken und Dienstleistungsmarken oder eingetragene Marken und Dienstleistungsmarken der Verizon Trademark Services LLC oder ihrer Tochterunternehmen in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen genannten Marken und Dienstleistungsmarken sind Eigentum der jeweiligen Rechteinhaber. 6

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