Zusammenfassung
Die Infrastruktur der US-Versorgungsunternehmen ist veraltet, aber für den Betrieb unverzichtbar, und ein vollständiger Austausch der Anlagen ist nicht realistisch. Stattdessen modernisieren die Versorgungsunternehmen ihre Infrastruktur, indem sie jahrzehntealte, serielle Feldgeräte – RTUs, SCADA-Systeme, Schutzrelais – mithilfe von Seriell-zu-IP-Gateways, privatem LTE/5G und zentralisierten Verwaltungsplattformen an moderne IP- und „ Mobilfunk “-Netzwerke anbinden. Dieser Ansatz verlängert die Lebenszyklen der Anlagen, stärkt die Cybersicherheit (einschließlich der Einhaltung der NERC-CIP-Vorgaben) und schafft die Grundlage für die Integration erneuerbarer Energien – und das alles, ohne bereits funktionierende Systeme zu entfernen. Digi ermöglicht seit über 40 Jahren genau diese Art von langlebiger, sicherer Konnektivität für Versorgungsumgebungen.
In den USA bildet die Infrastruktur der Energieversorger das Rückgrat des nationalen Energiesystems. Der Strom wird von mehr als 7.300 Kraftwerken über Umspannwerke, Übertragungsleitungen und eine Millionen Meilen lange Verteilungsinfrastruktur transportiert. Ein Großteil dieses Systems ist in die Jahre gekommen, spielt jedoch nach wie vor eine entscheidende Rolle für das tägliche Leben und die wirtschaftliche Stabilität. Gleichzeitig sehen sich die Energieversorger mit wachsenden Herausforderungen konfrontiert, darunter steigende Nachfrage, Bedrohungen der Cybersicherheit, extreme Wetterereignisse und die Integration erneuerbarer Energiequellen.
Was sind die Schlüssel zu dieser Modernisierung, und wie nutzt die Branche die neuesten Technologien? Lassen Sie uns darüber sprechen!
Kurze Antwort
Die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur bedeutet, die Konnektivität, Transparenz und Sicherheit aller Netzkomponenten zu verbessern – häufig durch die sichere Anbindung langlebiger, seriell betriebener Feldgeräte an moderne IP- und Mobilfunk -Netzwerke, anstatt diese zu ersetzen. Angesichts der Abhängigkeit der Gesellschaft von Elektrizität müssen Versorgungsunternehmen und andere kritische Infrastruktursektoren wie das Gesundheitswesen, der Verkehrssektor und der Finanzdienstleistungssektor ihre Netzinfrastruktur modernisieren, um Risiken zu verringern, die Widerstandsfähigkeit zu verbessern und großflächige Ausfälle zu verhindern.
In diesem Artikel untersuchen wir, wie Versorgungsunternehmen ihre veraltete Infrastruktur mithilfe serieller Konnektivität modernisieren, warum die Umstellung von serieller auf IP-Kommunikation nach wie vor ein grundlegender Bestandteil von Modernisierungsstrategien ist und wie Versorgungsunternehmen die Zuverlässigkeit und Sicherheit verbessern können, ohne jahrzehntealte Feldgeräte zu ersetzen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Bei der Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Konnektivität, der Überwachung und der Sicherheit, ohne dabei alle Anlagen vor Ort zu ersetzen.
- Viele Netzgeräte nutzen nach wie vor die serielle Kommunikation, weshalb eine Anbindung von seriellen Geräten an IP-Netzwerke unerlässlich ist
- Eine sichere Modernisierung erfordert Segmentierung, die Einhaltung von Standards (z. B. NERC CIP) und eine zentralisierte Verwaltung
- Zu den gängigen Ansätzen zählen private Mobilfunk Netzwerke, IoT Gateways und die Fernverwaltung von Geräten
- Digi ermöglicht eine zuverlässige serielle Konnektivität und ein Management über den gesamten Lebenszyklus hinweg für Versorgungsunternehmen
Was ist die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur?
Die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur ist der Prozess, bei dem die Kommunikation, Überwachung und Absicherung der Netzanlagen verbessert werden, während bestehende Investitionen in langlebige Anlagen erhalten bleiben. Modernisierte Versorgungsunternehmen sind besser in der Lage, erneuerbare Energien zu integrieren, das Risiko von Ausfällen zu verringern, auf Störungen zu reagieren und effizienter zu arbeiten.
Um dies zu erreichen, setzen moderne Stromnetze auf:
- Hochmoderne Kommunikationsgeräte
- IoT und Spitzentechnologien
- Softwareplattformen für Überwachung und Verwaltung
- Sichere Netzwerkarchitekturen, die verteilte Betriebsabläufe unterstützen
Wie modernisieren die Versorgungsunternehmen?
Versorgungsunternehmen stehen unter dem Druck, die Lebensdauer ihrer Infrastruktur zu maximieren, die unter Umständen 30 bis 40 Jahre oder länger zuverlässig funktionieren muss. Angesichts der Kosten und der betrieblichen Risiken, die mit dem Austausch von Feldgeräten verbunden sind, konzentrieren sich Modernisierungsmaßnahmen häufig darauf, wie die Infrastruktur verwaltet wird, und nicht nur darauf, welche Geräte zum Einsatz kommen.
Eine Modernisierung umfasst in der Regel:
- Modernisierung der Kommunikationssysteme ohne Betriebsunterbrechungen
- Erweiterung der Überwachung auf entfernte und unbemannte Standorte
- Verbesserung der Cybersicherheit
- Unterstützung neuer Betriebsmodelle wie beispielsweise der dezentralen Energieerzeugung
Was ist die Modernisierung der Energieversorgung?
Ein modernes Energieversorgungssystem umfasst mehrere Initiativen. Erstens umfasst es IoT, intelligente Zähler und eine moderne Kommunikationsinfrastruktur. Moderne Energieversorgungsunternehmen setzen auch auf neue Formen der Stromerzeugung wie erneuerbare Energien. Schließlich entwickeln moderne Energieversorgungsunternehmen neue Wege der Energieverteilung durch eine aktualisierte Infrastruktur.
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Cybersicherheitsrisiken für Versorgungsunternehmen: Warum Versorgungsunternehmen im Visier stehen und wie sich das Risiko verringern lässt
Ein Teil der Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur muss die Bekämpfung von Cyberangriffen umfassen. Könnte ein Cyberangriff das Stromnetz lahmlegen? Strom- und Wasserversorger sind am stärksten durch Cyberangriffe gefährdet, da viele von ihnen nicht über angemessene Maßnahmen zur Minderung von Cyberrisiken verfügen. Aufgrund des gestiegenen Cyberrisikos haben große, in Investoreneigentum befindliche Versorgungsunternehmen ihre Investitionen in die Sicherheit erhöht. Diese Investitionen belaufen sich auf 100 bis 400 Millionen US-Dollar, was sehr hohe finanzielle Aufwendungen zum Schutz der Versorgungsinfrastruktur darstellt.
Warum Modernisierung für die Cybersicherheit wichtig ist
Versorgungsunternehmen sind häufige Ziele von Cyberangriffen, da sie kritische Infrastruktur betreiben. Insbesondere Strom- und Wasserversorger sind aufgrund veralteter Systeme und historisch begrenzter Cybersicherheitsmaßnahmen in ihren Betriebsumgebungen einem erhöhten Risiko ausgesetzt.
Große Energieversorger investieren mittlerweile Hunderte Millionen Dollar in Cybersicherheitsprogramme. Die Modernisierung spielt dabei eine entscheidende Rolle, da sie Folgendes ermöglicht:
- Netzwerksegmentierung und kontrollierte Datenflüsse
- Sicherer Fernzugriff statt Ad-hoc-Verbindungen vor Ort
- Einhaltung von Standards wie dem NERC-Programm zum Schutz kritischer Infrastrukturen (CIP)
Welche Modernisierungsanstrengungen schützen die Infrastruktur vor Cyberangriffen?
Sicherheitsprotokolle und IoT bieten Versorgungsunternehmen mehrere moderne Sicherheitsoptionen. Einige der Strategien sind:
- Private „ Mobilfunk “-Netzwerke: Viele Versorgungsunternehmen investieren in private „ Mobilfunk “-Netzwerke, um höhere Datenübertragungsraten, mehr Flexibilität, eine Priorisierung der Signale und natürlich zusätzliche Sicherheit zu erzielen.
- Nutzung bestehender IT-Netzwerktechnologie: Versorgungsunternehmen nutzen die IT-Technologien und Betriebsnetzwerke, die sie bereits für ihren Geschäftsbetrieb einsetzen
- Anwendungsspezifische Steuerungen des Datenflusses: Geräte von Digi können programmgesteuert „Datendioden“ erstellen, um den Datenfluss zu Geräten zu unterbinden, wenn dieser nicht benötigt wird, oder den Datenfluss nur in eine Richtung zuzulassen.
- NERC-Standards zum Schutz kritischer Infrastrukturen: NERC CIP bietet einen gemeinsamen Standard für die Sorgfaltspflicht hinsichtlich technischer und verfahrenstechnischer Sicherheitsmaßnahmen im gesamten nordamerikanischen Stromnetz.
- Zentralisierte Überwachung und Zugriffsverwaltung: Eine zentralisierte Übersicht und der Zugriff auf entfernte Standorte sind geschäftskritisch
Erfahren Sie mehr über private Netzwerke ( Mobilfunk )
Wie man das Stromnetz modernisiert, ohne veraltete Anlagen zu ersetzen
Ein Austausch aller Feldgeräte ist weder finanziell noch betrieblich realistisch. Stattdessen modernisieren Versorgungsunternehmen ihre Anlagen, indem sie ältere Geräte mit modernen Konnektivitäts- und Managementtechnologien verbinden.
Ein praktisches 6-Stufen-Rahmenkonzept für die Modernisierung
- Bestandsaufnahme der bestehenden Anlagen und Kommunikationsanforderungen
Ermittlung der seriell angeschlossenen Geräte, Protokolle und standortbezogenen Einschränkungen.
- Sicherheit und Segmentierung von Anfang an in den Vordergrund stellen
Entwerfen Sie Architekturen, die den Zugriff einschränken und den Datenfluss steuern.
- Überbrücken Sie ältere Geräte mithilfe moderner Konnektivitätsgeräte
Verbinden Sie serielle Geräte mit IP-, Mobilfunk oder privaten Netzwerken, ohne sie auszutauschen.
- Mobilfunk -Netzwerke einbinden, um Transparenz und Reichweite zu erhöhen
Die Überwachung von Umspannwerken, Wiedereinschaltvorrichtungen, Kondensatorbänken und Zählern verbessern.
- Nutzen Sie private Mobilfunk Netzwerke, wenn Kontrolle entscheidend ist
Unterstützen Sie Priorisierung, Leistung und verbesserte Sicherheit.
- Zentralisieren Sie die Überwachung und Verwaltung in großem Maßstab
Verwalten Sie Tausende von Endpunkten, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen.
Fazit: Versorgungsunternehmen müssen nicht alles austauschen, um sich zu modernisieren. Oft ist es am effektivsten, das, was bereits funktioniert, miteinander zu vernetzen.
Serielle Konnektivität in der Versorgungsbranche: Warum sie nach wie vor wichtig ist
Trotz der Fortschritte in der Netzkommunikation spielt die serielle Anbindung in Versorgungsunternehmen nach wie vor eine grundlegende Rolle. Viele systemkritische Geräte wurden vor Jahrzehnten entwickelt und arbeiten auch heute noch zuverlässig.
Wo Seriennummern im Versorgungsbetrieb häufig vorkommen
- RTUs in Umspannwerken und in der Verteilungsautomatisierung
- SCADA-Endpunkte und Steuerungen
- Schutzrelais und SPSen
- Ältere Zähler und Überwachungsgeräte
Warum serielle Geräte sich hartnäckig halten
- Lange Lebenszyklen der Vermögenswerte
- Bewährte Zuverlässigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen
- Hohe Wiederbeschaffungskosten und Betriebsrisiken
Wie Serial-to-IP die Modernisierung ermöglicht
Dank der Serial-to-IP-Konnektivität können Versorgungsunternehmen:
- Ältere Geräte an moderne Netzwerke anschließen
- Sicheren Fernzugriff aktivieren
- Überwachung und Verwaltung zentralisieren
- Die Cybersicherheit ohne Betriebsunterbrechungen stärken
Modernisierungsansätze: Vergleich von Optionen und Kompromissen
Versorgungsunternehmen führen Modernisierungen häufig schrittweise durch und kombinieren dabei verschiedene Ansätze für unterschiedliche Anlagetypen:
- Ersatz von Feldgeräten – höchste Kosten, längste Zeiträume
- Verbinden Sie ältere Geräte über Seriell-zu-IP-Gateways – schnell, kostengünstig und mit minimalen Betriebsunterbrechungen
- Öffentliche „ Mobilfunk “-Anbindung – flächendeckende Versorgung, schnelle Bereitstellung
- Private LTE-/5G-Netzwerke – mehr Kontrolle und Priorisierung
- Zentralisierte Überwachungsplattformen – verbesserte Transparenz und Lebenszyklusmanagement
- Hybride Modernisierung (am häufigsten) – schrittweise Investitionen mit Flexibilität
Integration erneuerbarer Energien und der „ IoT “ in die bestehende Infrastruktur
Die Einbindung erneuerbarer Energien erfordert mehr Transparenz, Automatisierung und Steuerung. Energieversorger müssen Solar- und Windenergie, Ladestationen für Elektrofahrzeuge sowie dezentrale Energiequellen an die bestehende Netzinfrastruktur anbinden und dabei die Netzstabilität gewährleisten sowie die geltenden Vorschriften einhalten.
Moderne Vernetzung ermöglicht:
- Echtzeitüberwachung der Leistungsflüsse
- Verbessertes SCADA- und Lastmanagement
- Sichere Einbindung neuer Energiequellen
Wie wichtig ist 5G für die Modernisierung der Versorgungsunternehmen?
5G ermöglicht eine höhere Bandbreite, geringere Latenzzeiten und eine Priorisierung des Datenverkehrs – wichtige Faktoren für den zukünftigen Netzbetrieb. Während der Ausbau noch voranschreitet, planen die Energieversorger zunehmend die langfristige Weiterentwicklung des „ Mobilfunk “.
Technologien wie Plug-in- Mobilfunk -Modems ermöglichen es Versorgungsunternehmen, im Laufe der Zeit neuere Standards einzuführen, ohne ganze Kommunikationsplattformen ersetzen zu müssen.
Die Rolle von Digi bei der Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur
Digi ermöglicht es Versorgungsunternehmen, ihre Infrastruktur zu modernisieren, indem ältere serielle Geräte sicher an moderne IP- und Mobilfunk -Netzwerke angebunden werden – und unterstützt so eine zentralisierte Verwaltung, Lösungen mit langem Lebenszyklus und eine verbesserte Cybersicherheit, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen.
Digitale Lösungen für Versorgungsunternehmen
- Seriell-zu-IP-Konnektivität für ältere Feldgeräte
- Sichere Integration von „ Mobilfunk “ und privaten Netzwerken
- Zentrale Überwachung und Fernverwaltung in großem Maßstab
- Robuste Hardware, die für einen jahrzehntelangen Einsatz ausgelegt ist
Versorgungsunternehmen nutzen Digi zur Modernisierung:
- Umspannwerke und Anlagen zur Automatisierung der Verteilung
- Veraltete SCADA- und RTU-Umgebungen
- Abgelegene und unbemannte Standorte
- Hybride öffentliche und private Netzwerke „ Mobilfunk “
Warum sich Versorgungsunternehmen für Digi entscheiden
Versorgungsunternehmen, die ihre kritische Infrastruktur modernisieren, benötigen oft Lösungen, die Jahrzehnte lang funktionieren – und nicht nur einige Jahre. Digi wurde entwickelt, um Folgendes zu unterstützen:
- Implementierungen mit langer Lebensdauer und äußerst zuverlässiger Betrieb
- Robuste Hardware für raue Umgebungen
- Skalierbare Konnektivität für verteilte und entfernte Endpunkte
- Zentralisierte Verwaltung zur Gewährleistung eines langfristig sicheren Betriebs
So unterstützt Digi seine Kunden. Seit über 40 Jahren entwickelt und implementiert Digi geschäftskritische Konnektivitätslösungen für einige der weltweit führenden Marken. Dank unserer Expertise bei skalierbaren Konnektivitätslösungen für das Infrastrukturmanagement, die geschäftskritische Fernkommunikation über eine Vielzahl von Mobilfunk und Festnetzen integrieren, unterstützen wir Versorgungsunternehmen dabei, ihre Infrastruktur in den Bereichen Erzeugung, Übertragung und Verteilung sowie im Bereich der intelligenten Zählererfassung erfolgreich zu modernisieren.
Versorgungsunternehmen modernisieren sich nicht, indem sie alles auf einmal austauschen – sie modernisieren sich, indem sie langlebige, serielle Infrastruktur sicher mit modernen Netzwerken, Verwaltungsplattformen und Sicherheitskonzepten verbinden.
Sind Sie bereit, nahtlose Lösungen für die serielle Anbindung zu entdecken? Stöbern Sie auf unserer Seite zu Lösungen für die serielle Anbindung.
Häufig gestellte Fragen zur Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur
Was versteht man unter der Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur?
Die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur ist der Prozess der Aufrüstung von Kommunikations-, Überwachungs- und Sicherheitssystemen im Netz, häufig durch die Anbindung älterer Feldgeräte an moderne IP- und Mobilfunk -Netzwerke, anstatt diese zu ersetzen.
Wie können Versorgungsunternehmen modernisieren, ohne veraltete Anlagen zu ersetzen?
Versorgungsunternehmen modernisieren sich durch den Einsatz von Seriell-zu-IP-Konnektivität, „ Mobilfunk “-Kommunikation und zentralisierten Verwaltungsplattformen, die die Lebensdauer bestehender Anlagen verlängern und gleichzeitig einen modernen Betrieb ermöglichen.
Warum ist die serielle Anbindung in Versorgungsunternehmen nach wie vor weit verbreitet?
Viele Geräte für den Einsatz in der Versorgungswirtschaft wurden für eine lange Lebensdauer konzipiert und sind auch heute noch zuverlässig im Einsatz. Serielle Schnittstellen wie RS-232 und RS-485 sind in SCADA-Systemen und Industrieanlagen weit verbreitet.
Was ist „Serial-to-IP“ und warum ist es wichtig?
Mit „Serial-to-IP“ können ältere serielle Geräte über IP-Netzwerke kommunizieren, was den Fernzugriff, die zentralisierte Überwachung und die sichere Integration in moderne Architekturen ermöglicht.
Sind Versorgungsunternehmen Cyberangriffen ausgesetzt?
Ja. Versorgungsunternehmen sind aufgrund der kritischen Bedeutung des Netzbetriebs häufige Angriffsziele. Eine Modernisierung verbessert die Sicherheit, indem sie eine Segmentierung, Zugriffskontrolle und zentrale Überwachung ermöglicht.
Inwiefern wirken sich die NERC-CIP-Vorschriften auf die Modernisierung aus?
Die NERC-CIP-Vorgaben beeinflussen, wie Energieversorger Sicherheitsmaßnahmen konzipieren, den Zugriff verwalten und vernetzte Systeme überwachen. Modernisierungsmaßnahmen müssen oft von Anfang an auf diese Anforderungen abgestimmt werden.
Welche Rolle spielen private Mobilfunk -Netzwerke?
Private LTE- und 5G-Netze bieten Versorgungsunternehmen mehr Kontrolle, Priorisierungsmöglichkeiten und Sicherheit für die Konnektivität kritischer Infrastrukturen.
Inwiefern trägt die Modernisierung zur Integration erneuerbarer Energien bei?
Moderne Vernetzung ermöglicht eine bessere Überwachung, Automatisierung und Laststeuerung – und hilft Versorgungsunternehmen dabei, dezentrale und erneuerbare Energiequellen sicher zu integrieren.
Nächster Schritt
Anmerkung der Redaktion: Dieser Blogbeitrag wurde ursprünglich im November 2023 veröffentlicht und im August 2026 aktualisiert.