Near Field Communication (NFC) ist eine drahtlose Kommunikationstechnik (Nahfeld Kommunikation) und erlaubt die bidirektionale Datenübertragung von kleinen Datenmengen über kurze Strecken.

Kontaktlose Chipkarten und RFID (Radio Frequency Identification) Systeme sind heute schon weit in verschiedenen Industrien verbreitet und werden immer wichtiger. Diese Systeme sind eine Kombination von aktiven Schreib/Lese-Einheiten und passiven kontaktlosen Chipkarte oder passiven Transponder. Es gibt immer eine klare funktionelle Trennung zwischen den aktiven Einheiten und den passiven Medien. Oft ist diese Art von Systemarchitektur nicht sehr hilfreich und beschränkt die Anwendungen.

Was ist NFC?

Die Nahfeld Kommunikation (Near Field Communication oder NFC) Technik entstand aus einer Kombination von berührungslosen Identifikations- und Interkonnektions-Techniken. NFC arbeitet im 13,56 MHz Frequenzbereich mit einem typischen Abstand von einigen Zentimetern. Die zugrunde liegenden Schichten der NFC Technik sind ISO, ECMA und ETSI Standards.

NFC ist eine, für sehr kurze Entfernung konzipierte, bidirektionale Funk Kommunikation, die ermöglicht, daß ein Leser kleine Datenmengen aus anderen aktiven Geräten oder passiven Medium (Tags, RFID Etiketten) liest, wenn man sie nahe genug zusammen bringt. Bei NFC beträgt der Leseabstand nur einige wenige Zentimeter.

Diese berührungslose, auf Annäherung basierende Interaktionen bietet z.B. Handybenutzern eine intuitive und leichte Art, ihre Geräte miteinander zu verbinden, Daten auszutauschen oder Informationen zu sammeln.

Man braucht sich bloss die Prozedur vor Augen zu halten, um ein Bild per Bluetooth auszutauschen. Bluetooth einschalten, das andere Gerät suchen, es zu akzeptieren und ein "Pairing" zu etablieren. Dann kommt das Bild und verschwindet im Nirwana. Zwei Stunden später ist der Akku leer, weil man vergessen hat Bluetooth wieder auszuschalten. Diese willentliche Erklärung, indem man die baeiden Handys aneinander hält, ersetzt das Pairing, aktiviert Bluetooth, übermittelt das Bild ins Nirwana und schaltet Bluetooth wieder aus. Wir sehen das Bild vielleicht immer noch nicht auf unserem Handy aber es war viel leichter, es zu übertragen.

Wie funktioniert NFC?

NFC basiert auf einer drahtlosen Verbindung (Radio Frequency Identification - RFID), die aus einem passiven Medium (Tag) und einem aktiven Leser besteht. Der Leser baut ein elektromagnetisches Feld auf und überträgt damit Energie in das passive Medium (Tag oder Smartcard). Im Tag ist eine Antenne, die einen Chip auf der Karte mit der aufgefangenen Energie versorgt. Dieser Chip startet nun eine Kommunikation mit dem Leser. Auf diese Art können Daten von einer Karte gelesen oder auf die Karte geschrieben werden. So weit nichts neues. In diesem Fall unterscheidet sich ein NFC Handy nicht von einem RFID Leser.

Neben dieser RFID Funktion können Geräte, die über NFC verfügen auch untereinander kommunizieren. Man nennt das auch "Peer to Peer". Wenn man seinen Mitarbeiter Ausweis vor einen Zutrittsleser oder Zeiterfassungsterminal hält, wird die Buchung erfasst oder die Tür geht auf. Will man das Gleiche mit einem mobilen Gerät machen, braucht man NFC. Hier kommunizieren zwei aktive NFC Geräte. Das eine ist stationär und hängt an der Wand, das mobile Gerät (z.B. Handy) trägt man in der Tasche. Dies ist ein wesentlicher Unterschied von NFC zu RFID, die aktiv/aktiv Kommunikation.

NFC Handys können auch Karten emulieren. Der Kassenleser kann nicht sagen, ob eine kontaklose Kreditkarte eingelesen wird oder ob der Kunde ein NFC Handy vor den Leser hält. Diese Emulation ist der dritte Kernbereich der Near Field Communication.

Im Gegensatz zu einem passiven Medium kann ein NFC Gerät auf das Signal reagieren. NFC ist also nicht nur ein Standard für die Kommunikation sondern auch für die Interaktion zwischen zwei Geräten oder im Zusammenhang mit einem passiven Medium.

Wenn ein Handy mit WLAN sich in einen Hotspot einloggen soll, um dann eine VOIP (Voice over IP) Telefonverbindung herzustellen, dann sind die meisten Leute mit der Konfiguration überfordert. Die Technik ist so kompliziert geworden, wie die Programmierung von einem Videorecorder. Am Hotspot hängen nun aber Poster (SmartPoster oder NFCposter) mit einem passiven Tag und einer kurzen Erklärung. "Willst du telefonieren, halte einfach dein NFC-Handy an diese Stelle". Man befolgt diese Anweisung, das NFC Handy liest den Tag, etabliert die WLAN Verbindung, konfiguriert die Verschlüsselung und richtet einen SIP-Client ein. Jetzt kann es losgehen, man kann sein Telefongespräch über die zur Verfügung gestellte Flatrate führen.

• NFC in der RFID Funktion. Lesen von passiven Medien
• NFC als "Peer to Peer" Kommunikation, also eine aktiv/aktiv Verbindung
• NFC als Emulation. Das Handy verhält sich wie eine Kreditkarte
• NFC als Konfigurator und zur Steuerung von Verbindungen und Aktionen

Über NFC

NFC Technik wird theoretisch von allen führenden Herstellern von Mobilfunkgeräten unterstützt. Zumindest sitzen die meisten in einem Forum und warten darauf was passiert. Man kennt dieses "Henne und Ei" Prinzip schon lange in der Technik. Zeig du mir deine "Killer Applikation" oder Mega-Anwendung, dann bauen wir NFC in unsere Handys ein. Es ist aber nicht nur Hardware (die eigentlich soweit verfügbar ist), man braucht auch gewisse Software-Standards. Daran wird gearbeitet und man ist schon ziemlich weit.

Zunächst werden sich also Feldversuche und Insellösungen etablieren, die mit mobilen Geräten arbeiten, die kundenspezifisch auf NFC angepasst wurden. Man kann auch NFC SD-Karten verwenden um PDAs oder Smartphones mit NFC Funktionen auszustatten. Das gleiche hat Nokia im Prinzip mit seinen "Shells" gemacht, die dann über die serielle Schnittstelle mit dem Handy kommunizieren.

Einige Hersteller (z.B. Nokia, Samsung, Telefunken ID Systems) haben aber auch schon Geräte mit integrierter Near Field Communication angekündigt oder handverlesen verteilt. Diese Geräte verfügen über APIs (Application Programming Interface), die eine Handy Anwendung mit dem NFC Chip verbindet. Eine wichtige Java API ist die "Java Contactless Communication API" JSR 257, sie definiert die grundsätzliche Kommunikation zu drahtlosen Kommunikationen und damit auch zu NFC. 

NFC ist also eigentlich ein System aus Hard- und Software und Regeln, bzw. Standards. Erst damit werden die verschiedenen NFC-Funktionen möglich.

NFC Leistungen und Möglichkeiten

NFC ist eine aufstrebende Technologie, die eine dramatische Wirkung auf mobile Systeme hat. Die Near Field Communication ermöglicht neue Geschäftsideen, kann bestehende Abläufe vereinfachen und rationalisieren. Sie ermöglicht Anwendungen, an die wir heute noch gar nicht denken.

• Verbesserte Nutzbarkeit und eine bessere Benutzerführung
• Neue Mensch Maschinen Interfaces (NFC-HMI)
• Werbung und Kundenbindung
• Leichterer Zugang zu Diensten und den Daten von NFC Objekten
• Zutrittskontrolle und Zeiterfassung
• Ticket Management
• Bezahlen mit dem Handy

Download PDF "Was ist, wie funktioniert Near Field Communication (NFC)"
© Copyright 2007 smartnfc.com, Michael Welzel