IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - September/October 2023 - 36

a reportar el tiempo o la posición definida por los datos
retransmitidos.
✔ Un ataque de códigos o portadoras implica la generación
de una señal de GNSS replicada utilizando un
generador de señales de RF. Primero, se alinea la señal
falsificada para imitar las señales de GNSS válidas
en el momento que se están produciendo, y luego se
aumenta la señal falsificada para obligar al receptor
de GNSS a bloquear la fuente falsa. Una vez que el
GNSS bloquea la fuente falsa, la señal puede manipularse
para alejar el receptor de su verdadera posición o
tiempo reportado.
✔ Un ataque de datos de navegación es similar a un ataque
de códigos o portadoras en el que se utiliza un generador
de señales de RF para crear una señal falsa que
el receptor de GNSS objetivo bloquea. Pero en lugar
de quitar el receptor para reportar una posición o un
tiempo falso ajustando el código o portadora de señal,
solo se manipula el contenido del mensaje de navegación.
La intención es obligar al receptor a ver errores
de posición considerables o provocar una denegación
del servicio.
La falsificación es probablemente la vulnerabilidad más
importante a considerar, debido a su impacto potencial en las
aplicaciones de sistemas eléctricos. La pérdida de temporización
del GPS es relativamente sencilla de detectar y controlar,
dado que los sistemas de protección de relés vuelven
a métodos que no requieren un tiempo preciso después de
detectar una pérdida de temporización. Una señal manipulada
de forma deliberada que engaña a un receptor de GPS
para reportar una hora errónea es potencialmente más peligrosa;
si no se detecta, tiene la posibilidad de hacer que un
esquema de protección de relés reporte falsamente una condición
de falla del sistema eléctrico que produzca la apertura
de un disyuntor, provocando un apagón.
Soluciones para mitigar las
vulnerabilidades del GPS
Osciladores de retención
Los osciladores de retención ofrecen una solución para mantener
el tiempo después de la pérdida temporal de una señal
de GNSS provocada por un inhibidor o una erupción solar. Un
oscilador de alta estabilidad se utiliza para dar una referencia
de retención después de que se pierde la señal de GNSS.
Las implementaciones de osciladores de retención comunes
incluyen osciladores de cristal controlados por horno y
relojes atómicos (de rubidio o cesio).
La señal de tiempo del GNSS se utiliza para bloquear la
frecuencia del oscilador de retención, y después de detectar
la pérdida del GNSS, el oscilador de retención da la referencia
de frecuencia para el reloj. Un oscilador de cristal controlado
por horno puede mantener una precisión mejor a 1 μs
durante varias horas, un oscilador de rubidio puede mantener
una precisión de 1 μs durante algunos días y un oscilador
de cesio puede mantener una precisión mejor a 1 μs durante
varias semanas.
Reloj de GPS
Selector de fuente
de IRIG-B y distribución
A IED
figura 5. Fuentes de relojes redundantes con tolerancia
frente a fallas (Fuente: Schweitzer Engineering
Laboratories; utilizada con permiso).
Interconexión
de fuentes
Reloj de GPS
Reloj de GPS
Reloj de GPS
A IED
A IED
figura 6. Relojes redundantes proporcionándose respaldo
(Fuente: Schweitzer Engineering Laboratories; utilizada con
permiso).
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ieee power & energy magazine
Receptores de GNSS de múltiples
constelaciones
Muchas soluciones de relojes de GNSS ahora ofrecen la
capacidad de recibir señales de manera simultánea de
diferentes constelaciones de GNSS. En la actualidad, hay
varios GNSS en funcionamiento. En concreto, el GPS de los
EE. UU., el GNSS de Rusia, el sistema BeiDou de China y
el sistema Galileo de Europa. Todos estos GNSS operan en
el rango de frecuencia de 1,200 a 1,800 MHz.
El monitoreo y la comparación de los datos de tiempo y
posición a partir de distintos GNSS demuestra al receptor de
GNSS que las señales satelitales que se reciben son válidas
y que no han sido manipuladas ni comprometidas. El intento
de falsificar señales para múltiples constelaciones de GNSS
y de hacer que cada señal coincida con la misma posición
y tiempo es un orden de magnitud más difícil que generar
señales falsificadas para un solo sistema. Es posible cambiar
el tiempo reportado por el receptor y hacer que coincida
en múltiples señales de GNSS agregando un simple retraso
entre las antenas de recepción y retraso del falsificador. Sin
embargo, esto suele provocar un cambio en la posición calculada,
que puede ser otro indicio de que se han comprometido
las señales de GNSS. Cualquier reloj que se instale
en una posición fija, como una subestación, no cambiará su
septiembre/octubre 2023
IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - September/October 2023

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