С.Г.Бунін відомий як вчений, що займався питаннями теорії і практичної розробки інформаційно-обчислювальних мереж,  зокрема з використанням радіоканалів,  як фізичного середовища передачі даних. Під його керівництвом була створена перша в СРСР високошвидкісна мережа передачі даних з пакетною комутацією "Діскрет", що використовує стільниковий принцип.  Мережа  "Діскрет"  дозволяє об’єднати в стільникові групи абонентів, довільно розташованих на територіях, які знаходяться в межах дії стільникових ретрансляторів  і  забезпечити взаємодію стільників без залучення додаткових зв'язкових ресурсів. Такі мережі забезпечують максимальну  пропускну  спроможність в порівнянні з відомими,  що досягає значення 0,95 потенційної  пропускної спроможності радіоканалу.

Ним також розроблений ряд високоефективних протоколів множинного доступу в канал зв'язку,  що дозволяють розв'язати проблему збільшення пропускної спроможності  мереж  при  великих затримках розповсюдження сигналу, що має велике значення для супутникових каналів з пакетною  комутацією.  На основі  його  теоретичних  робіт і при безпосередній участі вперше в нашій країні була створена  супутникова інформаційно-обчислювальна мережа з пакетною комутацією для обслуговування геологорозвідувальних партій і  експедицій Міністерства  геології  РРФСР (система "ГЕОС").  Космічний сегмент цієї мережі використовує низькоорбітальні супутники Землі,  ефективність використання яких для зв'язку вперше була показана С.Г.Буніним в 1985 р., задовго до початку розробки таких проектів за кордоном. В 1989  р.  він захистив докторську дисертацію на тему "Методи і засоби побудови масових інформаційно-обчислювальних мереж на основі радіоканалу".

Відомі теоретичні роботи  С.Г.Буніна  в області використання в радіозв'язку і обчислювальній техніці складних і несинусоїдальних  сигналів,  що дозволяють   істотно збільшити пропускну спроможність ефіру, розширити методи селекції, будувати передавачі і приймачі на основі цифрової техніки, а також розв'язати проблему бездротової комутації і з'єднань в обчислювальній техніці, де високий  рівень  імпульсних перешкод не дозволяє використовувати класичні синусоїдальні сигнали. Ним також розроблений ряд  пристроїв для передачі і прийому шумоподобніх сигналів,  що дозволяють підвищити швидкість передачі  інформації при високій її скритності і одночасно спростити приймально-передавальну апаратуру. Свого часу  результати  наукової  діяльності С.Г.Буніна знайшли своє відображення в проекті глобальної мережі інтегрального обслуговування з пакетною комутацією на основі низькоорбітальних супутників Землі - LEOPACK. Цей проект він доповів на 48-му Міжнародному конгресі з астронавтики в жовтні 1997 року і був визнаний як  авангардний проект супутникових систем зв'язку для передачі мультимедійної інформації. Ним запропонована також  оригінальна  ідея створення наземних стільникових мереж інтегрального обслуговування з пакетною комутацією. Стільникові мережі з пакетною комутацією дозволяють організувати передачу інтегрального (мультимедійного) трафіку при істотно менших капіталовкладеннях в порівнянні із стільниковими телефонними мережами з комутацією каналів.

Вказані ідеї доповідалися ученим і фахівцям в області зв'язку, компанії Спейс-Тел в м. Бейруті,  Ліван,  в Паризькому університеті і компанії  "Франс Телеком", Франція, в компанії Аленія, Італія, в компанії Х’юз Еіркрафт Компані і Моторола,  США, Брітіш Телеком і в компанії Ллойд, Великобританія, в компанії Етісалат, Об’єднані Арабські Емірати та ін.  Оцінка проектів всіма вказаними фірмами і організаціями однозначно підкреслювала їх світовий рівень. Теоретичні і  практичні  розробки  С.Г.Буніна знаходили своє віддзеркалення в  Комплексній  програмі  створення єдиної національної системи зв'язку, де були прийняті до впровадження наступні проекти, розроблені С.Г.Буніним:
•       Радіотелефонна мережа з децентралізованою пакетною комутацією на основі супутникових радіоканалів
•       Радіотелефонна мережа з пакетною комутацією
•       Стільникові мережі з пакетною комутацією.

С.Г.Бунін опублікував більше 140 наукових робіт, з них: 4 монографії і 12 авторських  свідоцтв,  неодноразово виступав  з  доповідями  на міжнародних і внутрішньосоюзних конференціях.  Широко відома його монографія  "Обчислювальні мережі з пакетним радіозв'язком",  є першою в нашій країні якнайповнішою роботою на цю тему. Крім того, він є автором більше ста науково-популярних статей і книг, опублікованих в журналі "Радіо" і виданих союзними і республіканськими видавництвами. Відомі його книги "Техніка любительського односмугового  радіозв'язку", що витримала ряд видань, "Довідник короткохвильовика", видана тиражом більше 320  тисяч екземплярів.  Ці книги стали настільною літературою не тільки радіоаматорів,  але і радіофахівців,  оскільки  містили  передові наукові і технічні ідеї в області радіозв'язку.

С.Г.Бунін був обраний  академіком  Академії зв'язку і академіком Академії інженерних наук України, президентом асоціації розробників,  виробників  і користувачів радіомереж ЕОМ "Астра",  членом редакційної колегії журналу "Радiоаматор",  членом Наукової ради  Національної Академії  наук  України  по проблемі "Інформаційно-обчислювальних мереж".  Він нагороджений Державною премією України в області науки і техніки за 2004 рік, премія імені А.С. Лебедєва Академії наук України за вищі досягнення в області кібернетики, має 2 золоті медалі ВДНГ СРСР, нагороджений  знаком "Почесний радист СРСР".  Він  є членом експертної ради Вищої атестаційної комісії України.