Abschlussbericht zum Verbundprojekt: Flexible and resilient optical network technologies for resistant & uninterrupted access networks (FRONT-RUNNER) - Teilvorhaben: Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik (HHI)

Abstract

FRONT-RUNNER wurde vor dem Hintergrund entwickelt, dass Naturkatastrophen, großflächige Stromausfälle und Cyber-Angriffe in der Vergangenheit leitungsgebundene Zugangsnetze teilweise über längere Zeit außer Betrieb gesetzt hatten - mit erheblichen Auswirkungen auf Privatkunden, Unternehmen und kritische Infrastrukturen. Ziel des Verbunds war es daher, optische Zugangsnetze "resilient by design" zu gestalten, die Störungen verkraften, sich selbst überwachen, Bedrohungsszenarien erkennen und sich im Fehlerfall möglichst autonom stabilisieren können. Dazu wurden Klimaeinflüsse, geographische Lage und Abhängigkeiten von der Energieversorgung bereits in der Netzplanung berücksichtigt. Auf Basis von Szenarioanalysen, Standardisierungsempfehlungen, Betriebsdaten und Erfahrungen aus Vorfällen wurden typische Schwachstellen identifiziert und neue resiliente Architekturkonzepte entwickelt. Durch Disaggregation und Virtualisierung von Netzfunktionen sollte eine dynamische Lastverteilung sowie die automatische Verlagerung von Funktionen bei Ausfällen ermöglicht werden. Gleichzeitig wurde die vorhandene Netzinfrastruktur als verteiltes Sensornetz genutzt: von OTDR basierter Faser- und Umgebungsüberwachung (Temperatur, Druck, Vibrationen) über Messungen der Netzverfügbarkeit bis hin zur Analyse von Paketströmen am BNG und im Heimnetz, um DDoS Angriffe, Botnet Aktivitäten und verdächtiges Nutzerverhalten frühzeitig zu erkennen. Die Sensordaten wurden per Streaming Telemetrie an eine cloudbasierte Management und Analytikplattform übertragen, in der regelbasierte Verfahren und KI Methoden resilientere Pfade auswählten und proaktive Gegenmaßnahmen einleiteten. Ein besonderes Augenmerk lag auf der Nutzerseite: automatische Überwachungs , Konfigurations und Updatefunktionen sollten bis ins Heimnetz hinein Sicherheit und Performanz verbessern und Fehlkonfigurationen autonom korrigieren. Damit leistete das Projekt einen Beitrag zur Fördermaßnahme "Resilienz - Widerstandsfähige digitale Systeme" und adressierte Security by Design und Nachhaltigkeit, u.a. durch Ende zu Ende Verschlüsselung und energieoptimierte Netzplanung.