1. Einführung
2. Funktionsweise
3. Besondere Merkmale
4. NFC in der Praxis
5. Zusammenfassung
Quellenverzeichnis
Near Field Communication (NFC) ist eine drahtlose Nahfunktechnik und basiert auf einer Kombination aus RFID und anderer, drahtloser Verbindungstechnologien. NFC arbeitet im Bereich von ca. 10 cm und verbindet jeweils zwei Geräte miteinander, die auf der Basis eines peer-to-peer Protokolls Daten austauschen können. Darüber hinaus sind viele weitere Möglichkeiten gegeben, beispielsweise das Konfigurieren anderer Drahtlos-Protokolle, Überweisung von Geldbeträgen oder der Einsatz als Bus- und Bahnticket.
Entwickelt wurde NFC gemeinsam von Sony und Philips und ist mittlerweile als ISO/IEC 18092 und ECMA 340 Standard akzeptiert. Anfang 2004 gründeten beide Parteien zusammen mit Nokia das NFC-Forum, um eine gemeinsame Entwicklung von NFC zu forcieren. Mittlerweile gehören diesem Forum zahlreiche weitere Firmen an, darunter MasterCard, Microsoft, Motorola, Samsung, Texas Instruments und Visa.
Das NFC Protokoll (NFCIP-1) operiert im global verfügbaren und unregulierten RF ("Radio Frequency") Band mit 13.56 MHz. Dies hat zur Folge, dass keinerlei Einschränkungen bestehen und keine Lizenzen benötigt werden. Aufgrund verschiedener, länderspezifischer Vorgaben hinsichtlich elektromagnetischer Emissionen, ist in der Praxis jedoch die Distanz, in der sich zwei Geräte miteinander verbinden können, sehr unterschiedlich. Sie liegt - nach Einschätzung der ECMA - bei 0 bis ca. 20 cm.
Das Protokoll unterscheidet zwischen dem Initiator und dem Target der Kommunikation. Der Initiator ist das Gerät, das den Austausch der Daten initialisiert und kontrolliert; der Target ist das Gerät, das auf den Request den Initiators antwortet. NFC-fähige Geräte implementieren hierbei das "listen before talk" Prinzip, das besagt, dass der Initiator zunächst nach einem aktiven Funksignal ausschau hält und nur beginnen darf, ein Signal zu übertragen, wenn gerade kein anderes Gerät Daten überträgt
Der Verbindungsaufbau erfolgt durch den Initiator mit einer bestimmten Geschwindigkeit (wahlweise 106, 212 oder 424 kbit/s), anschließend legt der Target die Geschwindigkeit fest und ändert sie, wenn dies während der Kommunikation erforderlich sein sollte. Beendet wird die Verbindung entweder durch die jeweilige Anwendung oder wenn die Geräte die maximale Reichweite verlassen.
Ebenfalls unterschieden wird zwischen den zwei Operationsmodi: Active mode und Passive mode:
- Im Active mode generieren beide Geräte ihr eigenes RF-Feld, um die Daten zu übertragen. Hierbei benötigen beide eine eigene Energiezufuhr.
- Im Passive mode generiert nur ein Gerät das RF-Feld (laut Spezifikation der Initiator), während der passive Target das existierende Feld moduliert, um die Daten zu übertragen. Er benötigt dafür keine eigene Energiezufuhr, da er die benötigte Energie aus dem elektromagnetischen Feld beziehen kann.
Jedes NFC-fähige Gerät unterstützt diese beiden Kommunikationsmodi. Es gibt also - anders als bei RFID - keine strikte Trennung zwischen aktivem Reader und passivem Tag.
Aufgrund seiner besonderen technischen Merkmale, ergeben sich für NFC - laut der ECMA Spezifikation - eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Protokollen:
- Die geringe Distanz, in der NFC-Geräte operieren, hat eine gewisse Sicherheit (in Bezug auf unbeabsichtigte Verbindungen) zur Folge. Damit zwei Geräte in Verbindung treten können, müssen sie sehr nahe zueinander platziert werden. Dies schützt vor unbeabsichtigten Verbindungen.
- Der Vorgang der Verbindungsaufnahme wirkt aus psychologischer Sicht "natürlich" und ist dem Benutzer sehr vertraut: sobald die jeweiligen Geräte sich berühren, kommunizieren sie miteinander.
- Der Passive mode erlaubt es Geräten, bei denen es besonders auf das Sparen von Energie ankommt (z.B. Handy, PDA), im Stromspar- bzw. Stand-by-Modus zu laufen, während die gesamte Kommunikation von der anderen Seite ausgeht.
- NFC ist ein short-range Protokoll und hat daher nicht das Problem vieler long-range Protokolle wie z.B. Bluetooth oder WLAN, das richtige Gerät aus der Masse an Geräten in seiner Reichweite auszuwählen, um die entsprechenden Parameter der Verbindung zu liefern. NFC kann hier dazu benutzt werden, eine solchen Verbindungsaufbau zu automatisieren, indem die beiden Geräte nah aneinander gehalten werden. So ließe sich zunächst eine Verbindung per NFC herstellen, in der die Verbindungsparameter des jeweiligen Protokolls ausgetauscht werden. Steht die Verbindung, so können die Geräte voneinander getrennt werden. Die zuvor erstellte long-range Verbindung bliebe erhalten. Dieses Vorgehen empfiehlt sich ebenfalls bei geplantem Austausch großer Datenmengen, da NFC hier nicht die erforderliche Bandbreite liefert.
- Das NFC Protokoll ist kompatibel zu diversen kontaktlosen Smartcard Protokollen (z.B. Sony's FeliCa und Philips' Mifare). Ein NFC Gerät kann folglich nicht nur eine Smartcard auslesen, sondern auch als Smartcard selber fungieren. Mögliche Einsatzgebiete werden im folgenden Abschnitt behandelt.
Welche Anwendung NFC letztlich in der Praxis finden wird, ist schwer vorauszusagen - es gibt jedoch eine Reihe von möglichen Szenarien der Hersteller und auch bereits erste Feldstudien. Werfen wir einen Blick auf die folgenden drei Bereiche:
e-Ticketing / Mobile Payment
Ein Bereich, in dem NFC sicher Anwendung finden wird, ist das Überweisen von Geldbeträgen und das Fungieren als Bus- und Bahnticket. Anfang 2005 wurde dazu ein sechsmonatiges Pilotprojekt mit dem Frankfurter Rhein-Main Verkehrsverbund (RMV) gestartet, um zu testen, wie sich Mobiltelefone mit NFC-Chip dazu verwenden lassen, auf eine existierende drahtlose Smartcard Infrastruktur zuzugreifen. Dieser Testlauf ermöglicht es den Passagieren des RMV in Hanau (nahe Frankfurt) ihr Nokia 3220 Mobiltelefon als Busticket einzusetzen. Dazu müssen sie es lediglich beim Ein- und Aussteigen kurz gegen einen kontaktlosen Reader halten, um sich an- bzw. abzumelden. Zur Fahrtkartenkontrolle wird ebenfalls ein NFC-fähiges Mobiltelefon eingesetzt, das die Daten vom Handy der Passagiere ausliest und auf ihre Gültigkeit hin überprüft.
Mobile Entertainment
Die Möglichkeit, Daten von einem NFC-Gerät auf ein anderes zu übertragen, lässt folgende zwei Szenarien entstehen: Jemand macht unterwegs mit der eingebauten Kamera in seinem Handy oder PDA Fotos. Zu Hause lassen sich die entstandenen Bilder dann am Fernseher betrachten - indem man sein Handy einfach an das TV-Gerät hält. Ein weiteres Anwendungsszenario wären z.B. "intelligente Werbeplakate", die mit einem entsprechenden Tag ausgestattet sind. Berührt ein Benutzer mit seinem NFC-fähigen Mobiltelefon dieses Plakat, würde er automatisch Musik, Klingeltöne, Eintrittskarten oder Gutscheine herunterladen. Auch wäre es so möglich, sich eine URL herunterzuladen, die anschließend automatisch vom Web-Browser des Gerätes aufgerufen wird.
Business Travel
NFC könnte es auch Geschäftsreisenden ermöglichen, Flugzeugtickets und Hotelreservierungen zu Hause am PC zu buchen und zu bezahlen. Anschließend würden sie die Informationen auf eine kontaktlose Visakarte übertragen und diese als Ticket verwenden. Im Hotel angekommen, könnte der Zimmerschlüssel auf das Handy des Benutzers übertragen werden, mit dem er anschließend sein Zimmer betreten kann.
In welchen Bereichen NFC letztlich Verwendung finden wird, hängt vor allem davon ab, wie die Endkunden darauf reagieren und welchen persönlichen Nutzen sie daraus ziehen werden. Eine Auswertung der Feldversuche wie z.B. in Hanau könnte wichtige Erkenntnisse diesbezüglich liefern. Seitens der Hersteller scheint jedenfalls der Wille erkennbar, diese Technik auf dem Markt zu etablieren. Die Gründung des NFC-Forums war hier ein wichtiger Schritt, um einen Standard zu setzen und Interoperabilität zwischen den einzelnen Endgeräten zu sichern. Bis 2009 soll so - laut dem Marktforschungsunternehmen ABI Research - jedes zweite Handy NFC-fähig sein.
Abschließend noch einmal eine Auflistung der Vor- sowie der Nachteile von Near Field Communication:
Vorteile:
- kontaktloser Austausch von Daten über kurze Entfernungen
- keine aufwändigen Konfigurationsmaßnamen bei Verbindungsaufbau
- sehr energieeffizient ("passive mode")
- vielseitig verwendbar
- keine Trennung zwischen Tag und Reader (wie bei RFID)
Nachteile:
- geringe Teilnehmerzahl (stets nur 2 Geräte)
- geringe Übertragungsrate im Vergleich zu anderen Technologien (max. 424 kbit/s)
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