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NFC: Near Field Communication

Inhaltsverzeichnis

Die Near Field Communication wird die Kommunikation und Interoperabilität zwischen den verschiedensten elektronischen Geräten revolutionieren und deutlich vereinfachen. Sie wird uns in vielen alltäglichen Situationen wiederbegegnen, viele Aufgaben erleichtern und – wie viele Innovationen - Wartezeiten verkürzen. Ihre einfache konfigurationsfreie Funktionsweise, die Unanfälligkeit gegen Angreifer oder Schadprogramme und die damit verbundene Sicherheit werden helfen, die Adaption durch vielschichtige Nutzerkreise zu beschleunigen und eine weitere Technologie im Pool der Nahfeld-Connectivity erschaffen, die wie keine andere ihre Daseinsberechtigung durch jedermanns Bedürfnisse postuliert.

» Teil I: Was ist NFC » Teil I: NFC: Technik

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» Teil III: Anwendungsfälle » Teil III: Fazit

Was ist NFC ?

Near Field Communication Kommunikationstechnik Sony Philips RFID-Technologie

Während RFID-Chips, die zumeist in Etiketten von Büchern oder Lebensmitteln Verwendung finden, eine Reichweite von fünf bis zehn Metern aufweisen, kann NFC nur Daten zwischen Teilnehmern austauschen, die maximal zehn Zentimeter voneinander entfernt sind. Das hat zum einen den Vorteil, dass man mit sehr kleinen, billigen Funksendern arbeiten kann, die nur wenig Energie benötigen. Zum anderen macht das schwache Signal diese Technik auch für sicherheitskritische Anwendungen nutzbar. Wardriver, die WLAN-Netzwerke belauschen oder Bluejacker, die Bluetooth-Schnittstellen angreifen, werden bei NFC keine Nachahmer finden.

Der Hauptunterschied zu RFID ist aber, dass NFC den schnellen Verbindungsaufbau von Peer-to-Peer-Netzwerken ermöglicht. Wie bei der Peer-to-Peer-Kommunikation von Bluetooth finden sich NFC-Geräte automatisch und bauen eine Verbindung miteinander auf. Im Gegensatz zu NFC benötigt der Nahbereichsfunk Bluetooth eine kurze Zeitspanne, um sich mit anderen Geräten verbinden zu können und benötigt zum "Pairing" zumeist den Eingriff eines Nutzers, der einen entsprechenden PIN-Code hierfür eingeben muss. RFID-Netzwerke basieren hingegen auf so genannten "Master/Slave"-Rollen, bei denen günstige passive Chips von stromversorgten Lesegeräten abgefragt werden. Geräte mit NFC-Support können dagegen sowohl im aktiven als auch im passiven Modus arbeiten. Sind sie auf "passiv" eingestellt, können sie Identifikationsdaten sogar dann senden, wenn ihr Träger-Gerät ausgeschaltet ist oder nicht über eine eigene Stromzufuhr verfügt bzw. diese ausgefallen ist. Diese Eigenschaft macht sie z.B. ideal für Smartcard-Anwendungen. top

NFC: Technik

Die NFC-Technologie arbeitet mit einer Frequenz von 13,56 MHz und erreicht eine Übertragungsrate von 106 bis 424kbit/s, eine Erweiterung auf 1Mbit/s ist in Vorbereitung. Die Übertragung erfolgt bei einer Frequenz von 13,56 MHz induktiv, also über ein hochfrequentes Magnetfeld. An einer Transaktion können immer nur zwei Teilnehmer beteiligt sein, ein Initiator, der als Sender von Information fungiert und ein Target, das die Information empfängt. Zwei grundlegende Übertragungsverfahren, die beide auf der Modulation von Amplituden basieren, werden dabei verwendet:

active mode: Beim aktiven Übertragungsverfahren erzeugt sowohl der Initiator als auch das Target ein Radiofrequenz(RF)-Magnetfeld. Danach startet der Initiator die Kommunikation nach NFCIP-1 (vgl. ). Das Target antwortet auf eine Initiatoranweisung und das NFC-Protokoll wählt verschiedene Einstellungen wie z.B. die optimale Übertragungsgeschwindigkeit. Nach dem "Handshake" und der Konfiguration der beiden Teilnehmer kann der Datenaustausch beginnen.

passive mode: Beim passiven Übertragungsverfahren erzeugt nur der Initiator das RF-Magnetfeld. Das Target kann trotzdem Daten senden, indem es sogenannte Lastmodulation einsetzt. Das bedeutet, dass der Empfänger eine "Last" für das Magnetfeld enthält, z.B. einen auf die Frequenz 13,56 MHz eingestellten Schwingkreis. Je genauer der Schwingkreis auf diese Frequenz eingestellt ist, desto mehr Energie zieht er aus dem Magnetfeld; das spürt auch der Initiator - also der Erzeuger des Magnetfeldes - und kann auf die Rückkopplung angemessen reagieren. Diese einzigartige Übertragungstechnik funktioniert nur bei induktiver Übertragung und nicht bei gewöhnlicher Funkübertragung, bei welcher der Initiator die Funkfrequenz eine elektromagnetische Welle abstrahlt und von dieser naturgermäß kein Feedback darüber bekommen kann, ob irgendwo ein Empfänger Energie aus dieser Welle aufnimmt oder nicht.

Die Übertragungsgeschwindigkeiten bei NFC liegen bei 106, 212 und 424kBit/s, wobei sich Initiator und Target auf genau dieselbe Geschwindigkeit einigen müssen, um den Datenaustausch starten zu können. Die NFC-Übertragung verläuft half-duplex, das heißt, dass immer nur jeweils eines der beiden Geräte zu einer Zeit senden oder empfangen kann. Das andere muss einstweilen sein RF-Feld ausschalten und in den jeweils anderen Modus wechseln. Diese Beschränkung wird von der Technologie vorausgesetzt: Bei einer full-duplex-Übertragung würden sich die beiden magnetischen RF-Felder gegenseitig stören. Zwischen 106 bis 424kbit/s kann die Übertragung passiv oder aktiv erfolgen, ab 424kbit/s muss die Übertragung im active mode stattfinden, da die Energie für diese höhere Übertragungsgeschwindigkeiten von einem einzigen RF-Feld nicht ausreichen würde. top

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