Versorgungsunternehmen modernisiert Netzwerk mit FlexEdge DA50

Das Problem 

Ein Erdgasversorger mit 75 abgelegenen Versorgungsstationen beaufsichtigte Pipelines, die Gas in amerikanische Großstädte lieferten. Die Ausrüstung in den Versorgungsstationen überwachte die Druck- und Ventilsteuerung. Das SCADA-System des Versorgungsunternehmens sendete alle 30 Sekunden Befehle an die Stationen mit der Aufforderung, Daten zurückzusenden. Serial Remote Terminal Units (RTUs), die mit einer seriellen Ethernet-Bridge verbunden waren, übertrugen diese Daten über ein Satellitenmodem. 

Die oberste Priorität des Unternehmens war es, sein Netzwerk auf Mobilfunk umzustellen. Es wollte den Satelliten – der weitaus teurer ist – als Backup verwenden. Dies erforderte die Weiterleitung des Datenverkehrs sowohl von Mobilfunk- als auch von Satellitenquellen zu seriellen RTUs sowie TCP-Routern. Das Versorgungsunternehmen wollte auch die Sicherheit an den Versorgungsstationen erhöhen, indem es seine seriellen RTUs mit einem Passwortschutz ausstattete.

Der Versorger plante, serielle RTUs von einem anderen Lieferanten zu kaufen, sah sich jedoch aufgrund eines Chipmangels und pandemiebedingter Lieferprobleme mit einer fünfmonatigen Lieferverzögerung konfrontiert. Er wandte sich an Red Lion und suchte nach verfügbaren Einheiten. Als Red Lion mehr über die Bedürfnisse des Kunden erfuhr, wurde ein alternatives Upgrade vorgeschlagen, das eine Reihe zusätzlicher Vorteile in einem einzigen Gerät bot.

Die Lösung

Red Lion schlug FlexEdge DA50 vor, ein modulares Gerät, mit dem Komponenten einfach hinzugefügt und ausgetauscht werden können. Für diese Anwendung wurde ein Mobilfunkmodem (Schlitten) im Inneren platziert. In einer einzigen Box erfüllt die DA50 die Funktion Mobilfunkmodem, Firewall und serieller Server.

Als FlexEdge installiert war, konnte der Mobilfunkverkehr sowohl an eine serielle RTU als auch an eine TCP-RTU weitergeleitet werden. Insgesamt ermöglichte das Gerät die Konvertierung von und zu Through-the-Air-Mobilfunk, dem Satellitenrouter und einem seriellen Adapter. All diese Funktionen sind in einer einzigen Lösung vereint, die in einem einzigen, robusten Gerät untergebracht ist. 

Während der Installation und des Testens wurde DA50 so konfiguriert, dass die spezifischen Anforderungen des Versorgungsunternehmens erfüllt wurden. Die eingeführten Änderungen stellen sicher, dass das Gerät so funktioniert, wie es das Versorgungsunternehmen benötigt, und verleihen der Lösung zusätzliche Sicherheit und Redundanz

Sicherheit: Die Fähigkeit, mit einer zu breiten Subnetzmaske umzugehen

Während der Tests wurde festgestellt, dass der Mobilfunkanbieter des Dienstprogramms eine Subnetzmaske auf sehr hoher Ebene (255.0.0.0) bereitstellte. 
Der IP-Bereich war so breit, dass er die DA50-Routing-Tabelle außer Kraft setzen würde. Um dieses Problem zu beheben, hat Red Lion eine Subnetzmaskenfilterfunktion hinzugefügt, die das Gerät anweist, automatisch das Subnetz mit der niedrigsten Ebene basierend auf den Netzwerkanforderungen auszuwählen. In diesem Fall besteht das minimale Subnetz aus zwei erforderlichen IP-Adressen: der Adresse des Mobilfunkanbieters und der Adresse des Modems. Die Subnetzmaskenfilterung erhöht die Sicherheit, indem sie verhindert, dass externer Datenverkehr in das System gelangt.

Verkehrssteuerung und Redundanz: Antwort auf jedes Gerät, unabhängig von der Priorität

Der FlexEdge DA50 musste auf Datenabfragen auf die gleiche Weise antworten, wie sie eingingen, nämlich über Satellit oder Mobilfunk. Das Satellitenmodem war jedoch an eine Ethernet-Verbindung angeschlossen, die eine höhere Bandbreitenpriorität hatte als Mobilfunk. Um das Problem zu lösen, wurde die DA50 Neukonfiguration mit benutzerdefinierten Routing-Regeln neu konfiguriert, die sicherstellten, dass der Antwortdatenverkehr über denselben Pfad wie die ursprüngliche Anforderung gesendet wurde.
Was ursprünglich als Konfigurationsänderung begann, wurde zu einem Feature.

Benutzerdefinierte Routing-Regeln namens „Sticky Ports“ verleihen der Lösung  Redundanz und ermöglichen es ihr, komplexen Datenverkehr aus verschiedenen Quellen gleichzeitig über die Ethernet-Schnittstelle zu verarbeiten. Das SCADA des Dienstprogramms schaltet automatisch auf Backup (Satellit) um, wenn es nach drei Versuchen einen Ping verliert.

Überwachung: Verwaltung mehrerer RTU-Port-Serials in einer einzigen Box

Einige der Versorgungsstationen verfügen über zwei Controller, eine Mischung aus alten und neuen Geräten. In der Regel verwenden die älteren Geräte serielles RTU und die neueren verwenden Ethernet (TCP RTU). Der Crimson-Protokollkonverter-Software des FlexEdge DA50 wurde eine Routing-Regel hinzugefügt, um Port-Weiterleitungen an die TCP-Geräte zu verarbeiten. Konkret wurde eine CONNTRACK-Funktion hinzugefügt, die eingehende Verbindungen, einschließlich Port-Weiterleitungen, überwacht und Fehler behebt. Mit dieser Funktion kann das Unternehmen entscheiden, an welchen Controller der Datenverkehr gesendet werden soll, und alle seine Logikcontroller über dasselbe Gateway über eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) verwalten.

Das Ergebnis

Die Lösung brachte dem Versorgungsunternehmen einen großen Mehrwert, da die Ausrüstung drastisch auf ein einziges Gateway reduziert werden konnte. Das Projekt erforderte eine vollständige Umstellung der Typologie, und das Versorgungsunternehmen schätzte die umfassende Beratung durch Red Lion, einschließlich des Vor-Ort-Supports. Red Lion arbeitete eng mit dem Versorgungsunternehmen zusammen, um das technische Team und die Anwendungsingenieure des Unternehmens mit den Funktionen und Merkmalen der Lösung vertraut zu machen. 

Die Lösung erfüllte die Konvertierungs- und Sicherheitsziele des Versorgungsunternehmens und reduzierte dessen Ausrüstung auf ein einziges, benutzerfreundliches Gateway. Das Versorgungsunternehmen war beeindruckt von den Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnosefunktionen, die es durch das FlexEdge DA und dessen Web-GUI erhielt.

Das Versorgungsunternehmen profitiert nun von erhöhter Sicherheit durch RADIUS-Benutzerunterstützung (Remote Authentication Dial-In User Service) und Passwortfunktionen, die es dem Unternehmen ermöglichen, den Zugriff auf Anmeldedaten einfach zu verwalten.

Das Versorgungsunternehmen plant nun eine Expansion in andere regionale Bezirke. Angesichts einer größeren Anzahl zu verwaltender Standorte und einer begrenzten Anzahl von Technikern ist es eine der obersten Prioritäten, die Notwendigkeit von persönlichen Besuchen vor Ort zu reduzieren. In einer Folgephase liegt der Schwerpunkt nun auf der Verbindung von Systemen und der Ermöglichung von drahtlosen Firmware-Updates und Sicherheitspatches.