Standards - ISO 14443, ISO 15693, NFC-Forum und NDEF

Grundlage für die Verbreitung und den Erfolg der NFC-Technologie ist Interoperabilität mit verfügbaren Lesegeräten und Softwaretechnischen Implementierungen. Demzufolge stellen standardisierte Spezifikationen die wichtigste Grundlage und Vorrausetzung für einen reibungslosen Einsatz. Im Folgenden werden die wichtigsten Spezifikationen zusammenfassend dargestellt.

NFC-Tag Spezifikationen lassen sich in zwei Ebenen teilen: Die Hardwareebene, welche technische Voraussetzungen für den Betrieb der NFC-Technologie definiert indem Beispielsweise die Frequenzen festgelegt werden. Darüber befindet sich die Softwareebene, welche Standards z.B. für die Speicherung von Inhalten auf den Tags festlegt. 

ISO/IEC 14443

Die internationale Normreihe ISO/IEC 14443 behandelt den Aufbau von kontaktlosen Chipkarten. Diese unterscheidet zwischen Lesegerät (PCD = Proximity Coupling Device) und der Karte bzw. Tag (PICC = Proximity Integrated Circuit Card). Die Norm selbst besteht aus mehreren Teilen:

  • 14443-1: Definiert physikalische Eigenschaften / Abmessungen von kontaktlosen Karten.
  • 14443-2: Legt die Frequenz auf 13,56Mhz fest und definiert die verwendbaren Modulationsverfahren.
  • 14443-3: Beschreibt den technische Ablauf der Kommunikation festgelegt, insbesondere Initialisierung der Kommunikation und der Behandlung von Kollisionen (mehrere Karten in Reichweite).
  • 14443-4: Legt das Übertragungsprotokoll für weitergehende Funktionen fest, wie z.B. Authentifikation bei Verschlüsselung.

Klartext: Für NFC-Tags relevant sind hier die Abschnitte 14443-2 und 14443-3. Denn zum einen wird in 2 die Frequenz und deren Modulation definiert und zum anderen in 3 der Kommunikationsaufbau beschrieben. Abschnitt 1 findet keine Anwendung bei NFC-Tags, da diese nicht rein in Kartenform vorkommen. Abschnitt 4 ist nur relevant für Tags in Sicherheitsbereichen.

Weiterführender Link: https://de.wikipedia.org/wiki/ISO/IEC_14443

ISO/IEC 15693

Die internationale Normreihe ISO/IEC 15693 behandelt den Aufbau von kontaktlosen Chipkarten, genauer gesagt von Vicinity Integrated Circuit Cards (VICC). Im Gegensatz zur oben beschriebenen Norm geht es also um den Aufbau von kontaktlosen Chipkarten mit einer Reichweite von bis zu mehreren Metern und nicht um Proximity Integrated Circuit Cards (PICC), die nur eine Reichweite von wenigen Zentimetern besitzen.

Die Norm selbst besteht ebenfalls aus mehreren Teilen:

  • Teil 1: Definiert physikalische Eigenschaften / Abmessungen von Transponderkarten.
  • Teil 2: Legt die Frequenz auf 13,56Mhz fest und definiert die verwendbaren Modulationsverfahren.
  • Teil 3: Beschreibt den technischen Ablauf der Kommunikation, insbesondere den Aufbau der Datenpakete und verfügbare Befehle für Anfragen vom Lesegerät zum Transponder und für die Antworten. Alle Befehle außer Antikollision und Sleep sind optional. Dadurch können Transponder mit Speicher realisiert werden und welche, die nur eine ID enthalten.

Klartext: Mit dieser Norm konforme NFC-Tags wie der NXP ICODE SLIX werden vor allem in der Industrie zur Kennzeichnung von Produkten eingesetzt. Dadurch, dass die meisten verfügbaren Befehle optional sind, ist es nicht so einfach eine universelle Leseanwendung zu erstellen, die mit allen Tags funktioniert und all ihre Funktionen unterstützt.

Weiterführender Link: https://de.wikipedia.org/wiki/ISO_15693

NFC-Forum Tag Spezifikation

Die NFC-Forum Tag Spezifikation geht einen Schritt weiter Richtung Anwendungsfall und definiert Tag-Typen, die mit NFC-Geräten interoperabel sein sollen. Es wird unterschieden nach Speichergröße und Konfiguration:

  • NFC-Forum Typ 1: Bezeichnet ISO/IEC 14443 kompatible Tags zwischen 96Byte und 2KByte. Mehrfach beschreibbar sowie Schreibschutz möglich.
  • NFC-Forum Typ 2: Wie Typ 1, ISO/IEC 14443 kompatibel, nur Tag Größe zwischen 48 Byte und 2kByte.
  • NFC-Forum Typ 3: Bezeichnet Tags nach dem Japanischen Industriestandard (JIS) FeliCa. Tags sind vorkonfiguriert als mehrfach beschreibbar oder read only. Typische Tags sind bis 9kb groß, theoretisches Limit bei 1MB.
  • NFC-Forum Typ 4: Bezeichnet Tags nach ISO/IEC 14443. Vorkonfiguriert als mehrfach beschreibbar oder read only. Theoretische Größe mit bis zu 32kb.
  • NFC-Forum Typ 5: Bezeichnet Tags nach ISO/IEC 15693.

Klartext: Typische NFC-Tags fallen in die Klasse Typ2, wie z.B. die NXP NTAG Serie. Die Tags erfüllen damit also automatisch die 14443, mindestens in den Abschnitten 2 und 3. Darüber hinaus sind sie durch den Benutzer beschreib- und sperrbar.

Weiterführender Link: NFC-Forum Spezifikation

NDEF

Das NFC Data Exchange Format (NDEF) beschreibt, wie der Name sagt, wie Inhalte auf NFC-Tags gespeichert werden. Damit befindet sich dieser Standard auf der Softwareebene. Während die Technischen Grundlagen durch ISO und NFC-Forum definiert sind, behandelt dieser Standard nun, wie die Inhalte auf dem Tag gespeichert werden, damit diese durch kompatible Geräte automatisch Interpretiert werden können.

Unter anderem wird in NDEF definiert, wie URLs, Smart Poster, VCards, Texte oder allgemein Mime-Type Informationen hinterlegt werden können. Jedes Gerät, welches sich an die NDEF Spezifikation hält, ist damit in der Lage den Tag zu lesen und die passende Aktion in Gang zu setzen. Beispielsweise bei einer URL automatisch den Browser zu öffnen.

Klartext: NDEF legt fest, wie Inhalte auf dem Tag organisiert werden, damit das Endgerät automatisch die richtige Aktion auswählen kann.

Weiterführender Link: Übersicht NFC-Forum Spezifikationen

NFC-Standards - Was zu beachten ist

Aus obiger Betrachtung ergibt sich zusammengefasst, dass ein geeigneter NFC-Tag dem Standard 14443 genügen muss. Tags, die alle typischen Anwendungsfälle abdecken erfüllen zudem die NFC-Forum Typ2 Spezifikation. Soll der Tag darüber hinaus mit allen Endgeräten zuverlässig funktionieren, sollten die Inhalte nach NDEF Standard formatiert werden.

Die bei uns verfügbaren NFC-Tags erfüllen obige Standards. Darüber hinaus liefern wir beschriebene Tags immer nach NDEF Standard kodiert aus, es sei denn es ist explizit ein anderes Format erwünscht.

 

 

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