Freitag , 28 November 2014

NFC – Datenübertragungstechnik für den mobilen Nahbereich

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(ARK) Die Zukunft wird dem Smartphone gehören und es wird für uns Zwecke erfüllen von den wir bislang wenig praktische Ahnung haben. Neben den technischen Veränderungen und Entwicklungen bezogen auf das Smartphone selbst werden parallel dazu auch immer Nutzungsdienste von dieser Entwicklung profitieren. Eine solche Entwicklung könnte auch der Übertragungsstandard NFC (Near Field Communication) erfahren.

Sowohl die Bezeichnung als auch die Abkürzung beschreiben Sinn und Zweck dieser Technik. Near Field Communication steht für Nahbereichs Kommunikation. Dabei handelt es sich um einen bereits existierenden drahtlosen Datenaustausch für eine Kommunikationsart auf sehr kurze Distanzen beziehungsweise auf wenige Zentimeter beschränkt. Die Entwicklung reicht bereits in das Jahr 2002 zurück und wurde von NXP und Sony gemeinsam entwickelt. NXP ist eine Philips-Tochter mit Sitz in den Niederlanden. Inzwischen sind mehrere Firmen an der stetigen NFC Entwicklung beteiligt. Anverwandte drahtlose Dienste sind Bluetooth und RFID auf welche bei der NFC-Entwicklung zurückgegriffen wurden.

Während die genannten Funkstandards eine Kommunikation und Verbindung auch auf  Meter zulassen, erfüllt NFC andere Einsatzzwecke, die gezielt auf nur minimale Distanzen setzen. Praktische Möglichkeiten bieten zum Beispiel bargeldlose Bezahlung, Ticketing oder Datenabfrage zu Informationszwecken. Die Entwicklung für solche Einsätze ist bislang wenig vorangeschritten, es fehlen mitunter Kooperationen zwischen Herstellern, Entwicklern und Mobilfunkanbietern. Dieser Rückstand erklärt auch das Fehlen von allgemeinen Standards. Zurzeit bieten einige Sparkassen und auch die Deutsche Bahn vereinzelte NFC-Zahlungsdienste an.

Apple bietet mit Passbook schon jetzt Einsatzmöglichkeiten der NFC-Technologie. Foto: Apple - integrierte iOS Apps - Passbook. Alle Rechte Apple Inc.

Apple bietet mit Passbook schon jetzt Einsatzmöglichkeiten der NFC-Technologie. Foto: Apple – integrierte iOS Apps – Passbook. Alle Rechte Apple Inc.

Ausblick in die Zukunft

Der Elektronik- und Computerhersteller Apple befasst sich zunehmend mit NFC. Bereits jetzt wird spekuliert, dass das Unternehmen aus Cupertino schon für das nächste iPhone, diesen drahtlosen Funkdienst einführen könnte. Je nachdem, wann die nächste iPhone-Generation präsentiert wird, kann auch erst zu diesem Zeitpunkt die praktische Relevanz in Betracht gezogen werden. Auffällig ist jedem Fall, dass Apple bereits jetzt anfängt, Einsatzbereiche für diesen Funkstandard zu schaffen. Speziell ist damit die Einführung von “Passbook“ bei iOS 6 zu nennen. Passbook kann Tickets, Eintrittskarten, Buchungen und diverse bargeldlose Zahlungsvorgänge verwalten und durchführen. In der Praxis werden diese Funktionen in den kommenden Jahren bedeutend an Relevanz zunehmen, Apple kann schon jetzt von dieser Entwicklung wichtige Daten und Informationen sammeln und Erfahrungen  gewinnen.

Die Technik von NFC

Die technischen Merkmale von NFC basieren auf folgenden Daten: Die Funktionalität erfolgt zurzeit lizenzfrei auf dem Frequenzband 13,56 MHz. Die Reichweite ist auf maximal 5-20 Zentimeter beschränkt, was einen relativ geringen Energieaufwand bedeutet. Die Übertragungsrate basierend auf dem Frequenzband misst unterschiedliche Geschwindigkeiten von 106 kBit/S bis zu 424 kBit/S. Je größer der Abstand zwischen passiven und aktiven Geräten umso langsamer der Datentransfer.

Neben den reinen technischen Spezifikationen sind auch die Einsatzmodi unterschiedlich – aus welchen die praktischen Fähigkeiten hervorgehen. Es gibt Datenempfänger wie auch Versender – aktiver Modus und passiver Modus, doch dazu später mehr.

NFC und Sicherheit

Die technischen Daten und die relativ geringe Nutzungsreichweite ermöglichen Einsatzmöglichkeiten im direkten Nahbereich. Allgemeine Kommunikationsformen wie Sprach-, Mitteilungs- und Nachrichtendienste werden über stärkere Frequenzen und andere Techniken transportiert. Mit den Möglichkeiten der Entfernungsübermittlung wachsen auch die Risikobereiche, beziehungsweise werden immer wirksamere Sicherheitsstandards benötigt. Auch hier ist ein Ansatz von NFC. Durch die nur minimale Reichweite von Zentimetern kann der Fremdzugriff aus der Ferne nahezu ausgeschlossen werden. Das ermöglicht einerseits eine Technikentwicklung mit reduzierten Anforderungen außerdem werden spezielle Einsatzzwecke und Möglichkeiten fokussiert.

Einsatzmöglichkeiten von NFC

Die sichere Kontrolle über sensible und persönliche Daten und die Möglichkeiten einer zentralen Dienstverwaltung über das Smartphone prädestinieren die Near Field Communication als bargeldloses Zahlungssystem. Auch dieser Bereich kann nochmals in viele praxisnahe Möglichkeiten unterteilt werden. Zum einen könnten Einkäufe über Kreditkartenfunktionen getätigt werden wie auch Buchungen und hochpreisige Betragsbegleichungen. Eine weitere Eignung wäre sicher auch das Einlösen von Fahrkarten und Tickets für öffentliche Angebote wie Schwimmbäder, Museen, Tierparks etc.

OLYMPUS DIGITAL CAMERADie bargeldlose Zahlungsfunktion ist ein praktischer Einsatzbereich. Hinzu kommt weiterhin die Möglichkeit Informationen und Daten auszutauschen. Um bei den Beispielen der öffentlichen Angebote zu bleiben, sind hierbei viele Theorien realisierbar. Entsprechende Installationen an Haltestellen für den Öffentlichen Personen-Nahverkehr, welche Fahrpläne und Kosteninformationen bereitstellen könnten. Informationsangebote in Tierparks über Tierarten, Lebensräume oder Wissenswertes über Ausstellungsstücke und Künstler in Ausstellungen oder Museen wären denkbare Möglichkeiten.

Der passive NFC-Modus

Hierbei kann das Smartphone mit NFC-Chip/Technologie Dienste und Funktionen ähnlich einer Smartcard emullieren, das sogar im ausgeschalteten Zustand des Smartphones. Ähnlich wie bei einer Chipkarte werden benötigte Daten von dem aktiven Gerät (zum Beispiel ein Kartenlesegerät) abgefragt. Der passive Modus ermöglicht Bezahl- oder Identifikationsvorgänge.

Der aktive NFC-Modus

In diesem Zustand kann das NFC-fähige Gerät selbst für Abfragefunktionen oder zum Datenaustausch genutzt werden. Dieser Modus ist dann vom Betriebszustand des Smartphones abhängig und bezieht Energie aus dem Akku des Gerätes. Das Abfragen von Busfahrplänen oder direkte Kontaktabgleiche sind praktische Einsatzbeispiele.

NFC-Entwicklung

Für einen zukünftigen Erfolg von NFC ist es notwendig dass die verschiedenen Organe im Bereich Mobilfunk gemeinsam agieren. Die Mobilfunkanbieter müssen durch die Kommunikationsverträge mit den Endkunden für eine Ausbreitung und Unterstützung sorgen. Die Entwickler und Smartphone-Unternehmen sind für die technische Realisierung zuständig. Neben dem direkten Einsatz der Technik in den Geräten wäre sogar noch eine Form der Nachrüstung denkbar. Die Integration von NFC-Chips ist auch auf Mikro-SD-Cards möglich und somit nachrüstbar.

Zusammenfassung:

NFC beschreibt eine Nahfeld-Kommunikationstechnik und ist für die Abfrage und Übertragung von digitalen Daten aus kürzester Distanz möglich. Die Technologie arbeitet auf einem lizenzfreien MHz-Bereich und kann abhängig von Datenumfang, Distanz und Sendestärke digitale Inhalte empfangen, versenden und miteinander kommunizieren lassen. NFC ist besonders interessant für sicherheitsrelevante Datenvorgänge wie das Bezahlen von Beträgen oder auch Legitimationen. Die geringe Sendestärke und damit verbundene Distanzabhängigkeit erschwert den ungewollten Zugang durch Unbefugte. NFC kann im passiven wie auch aktiven Modus verwendet werden. Eine zukünftige Realisierung ist einerseits durch den direkten Technikeinbau und Integration in die Smartphones möglich aber auch durch Nachrüstbarkeit wie externe Speicherkarten. Mögliche Einsatzzwecke können sein:

  • bargeldlose Bezahlfunktion an Kassen
  • bargeldlose Bezahlfunktion durch Kreditkartenfunktion
  • Legitimation durch Datenaustausch zwischen aktiven und passiven NFC-Geräten
  • Bezahlfunktion an Automaten für Parkhäuser, Eintrittsautomaten, Snackautomaten, etc.
  • Fahrkartenbeschaffung und Ausweismöglichkeit im Öffentlichen Personen Nahverkehr.
  • Informationsbeschaffung an touristisch und öffentlich relevanten Orten
  • Austauschmöglichkeit von digitalen Inhalten wie Klingeltöne, Adressen etc.

Die Bedeutung von NFC im Alltag und in Deutschland ist recht zukunftsorientiert, beziehungsweise in der praktischen Umsetzungsgsform. Das Unternehmen wie Apple bereits an einer nahen Integration wie für die nächste iPhone-Generation arbeiten, zeigt, dass Länder mit hohem Kreditkartennutzen wie in den USA – NFC eine stärkere Bedeutung hat wie in Ländern mit rückständiger digitaler Entwicklung, beziehungsweise niedriger digitaler Akzeptanz. Die Apple APP Passbook wird für die zukünftige NFC-Entwicklung wichtige Information liefern. Schon heute gibt es Einsatzbereiche der bargeldlosen Zahlungsfunktion etwa bei verschiedenen Sparkassen. Die Deutsche Bahn bietet auch im Bereich Ticketing NFC Unterstützung an.

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Über Arno Kuss

Freiberuflicher Autor und seit Juli 2012 begeistertes Mitglied beim ApfelMagazine. Google+