Was ist NFC?

In aller Kürze: NFC steht für Near Field Communication (Nahfeldkommunikation) und ist ein drahtloser Kommunikationsstandard, der den Austausch kleiner Datenmengen zwischen NFC-fähigen Geräten ermöglicht. ‚Near Field’ bedeutet an dieser Stelle, dass der Austausch nur über eine kurze Distanz, typischerweise zwischen 1-10 cm, stattfindet. ‚Communication‘ deutet an, dass Informationen in beide Richtungen übermittelbar sind, wie im weiteren Verlauf noch deutlich wird. Im Gegensatz zu anderen drahtlosen Kommunikationsarten, wie z.B. Bluetooth und WLAN, ist die NFC Kommunikation konfigurationsfrei, d.h. es wird kein PIN, Passwort oder ähnliches benötigt, wodurch NFC besonders einfach und benutzerfreundlich ist.

Die NFC-Technologie existiert bereits seit 2008 existiert, doch die zunehmende Verbreitung im Alltag ist erst in den letzten Jahren für viele sichtbar geworden. Insbesondere durch die kontaktlose Bezahlung per NFC-EC / Kreditkarte oder dem NFC-Smartphone rückt NFC in das Bewusstsein vor, ist aber bei weitem nicht das einzige Anwendungsfeld. Entsprechend stellen wir in den nachfolgenden Abschnitten vor, wie NFC funktioniert, geben einen Überblick über typische Anwendungsfälle und erklären abschließend für Interessierte einige technische Grundlagen.

Wie funktioniert NFC?

Wie eingangs erwähnt, können mit NFC kleinere Datenmengen über kurze Distanzen ausgetauscht werden. Die Kommunikation findet grundsätzlich zwischen zwei Teilnehmern statt welche sich, für die typischen Anwendungsfälle, in einen passiven und aktiven Part aufteilen Während der passive Part die gewünschten Informationen zur Verfügung stellt, bringt der aktive Part sowohl die benötigte Energie zur Durchführung der Kommunikation als auch die Mittel zur Verarbeitung der Daten mit.

Im Alltagsszenario der Bargeldlosen Zahlung ist die NFC EC-Karte der passive Part. Sie enthält einen NFC Chip, der die Informationen zum Konto sicher hinterlegt. Der aktive Part, in diesem Fall das Bezahlterminal, erzeugt ein Nahfeld, welches den NFC-Chip mit Energie versorgt und aktiviert, um im Anschluss mit diesem zu kommunizieren und die übermittelten Daten zu bearbeiten – also hier die Kontodaten auszulesen und den Zahlungsvorgang einzuleiten.

Da in Produkten integrierte NFC-Chip in der Regel von außen nicht sichtbar sind, werden entsprechende Symbole zur Kennzeichnung der NFC-Funktion verwendet. Nimmt man diese Symbole einmal bewusst wahr, wird die zunehmende Verbreitung von NFC immer deutlicher – finden sich doch bereits jetzt bei vielen zahlreiche Karten mit NFC in der Geldbörse oder Anhänger für am Schlüsselbund. Dass dies nur der Anfang ist wird im nächsten Abschnitt deutlich, wo ein Überblick über typischer Anwendungsfelder von NFC gegeben wird.

Wofür wird NFC genutzt?

Der oben beschriebene Bezahlprozess mit NFC ist nur eines von vielen Anwendungsbeispielen für die Verwendung von NFC. Da ein NFC Chip vereinfacht nichts anderes ist als ein kleiner Datenspeicher, lässt sich dieser für die Ablage aller möglichen Kurz-Informationen nutzen. Die Speichergröße hängt dabei von der Art des NFC-Chips ab. Doch auch bei den größten NFC-Chips ist der Speicherplatz auf wenige hundert Zeichen begrenzt, was bei den gewünschten Anwendungsfällen entsprechend berücksichtigt werden muss.

Ein typischer Anwendungsfall, der ideal zu der gegebenen Speichergröße passt, ist das Hinterlegen von Weblinks (URLs) auf den NFC-Chips. Werden diese von einem NFC-tauglichen Smartphone gescannt, wird das Aufrufen dieser URL automatisch eingeleitet.  Durch die vielfältigen Möglichkeiten NFC in Aufklebern, Anhängern, Armbändern oder anderen Formen (z.B. Kleidungsstücken zu integrieren, lassen sich kreative Möglichkeiten finden eine URL zu verteilen. Neben Weblinks ist auch das Hinterlegen von Telefonnummern, Adressen, Texten oder Kontakten möglich, wobei insbesondere bei den letzteren der Speicherplatz oft Limitationen setzt. Auch die Kopplung von Bluetooth Geräten, wie z.B. Kopfhörer, oder Boxen, per NFC kann als eingängiges Beispiel aufgeführt werden. Der Kopplungsvorgang wird hier so weit erleichtert, dass keine manuellen Schritte mehr nötig sind.

Über die Standardfälle hinaus, können Apps weitere Funktionalitäten auf Basis von NFC realisieren. Die Automatisierung auf dem Smartphone in Form ist ein beliebtes Beispiel. Sogenannte Kurzbefehle erleichtern und beschleunigen den Umgang mit dem Smartphone. Ein simples Beispiel dafür: Das Auslösen des Befehls „Timer-stellen“ per NFC-Tag. Alle App-basierten Lösungen haben gemeinsam, dass die jeweilige Anwendung auf dem Smartphone vorhanden sein muss, um die Inhalte zu interpretieren.

Anwendungsfälle, die ohne die Hürde einer zusätzlichen App auskommen wollen, kombinieren NFC-Tags mit entsprechenden Web-Portalen. Das Web-Portal wird hier genutzt, um Online Inhalte abzulegen, die normalerweise nicht auf einen NFC-Tag passen würden. Dieser enthält statt dem gesamten Inhalt dann nur eine einmalige Webadresse, welche individualisierbare Inhalte abruft. Beispiel hierfür sind die digitale Hundemarke Dogtap oder die Plattform für NFC-basierte Visitenkarten nfc-vcard.de.

Neben dem Smartphone kann NFC auch in anderer Hardware eingesetzt werden, z.B. in Schließsystemen, die den Zugang per NFC-Tag freigeben. Mit stationären Lesegeräten und der dazugehörigen Software lassen sich Szenarien wie Zeiterfassung, Anwesenheitsermittlung oder Werkzeugverleih realisieren. Im Unternehmenskontext erweist sich NFC als ideale und robuste Möglichkeit die Digitalisierung von Prozessen zu unterstützen.

Die möglichen Anwendungsfälle von NFC Technologie wachsen immer weiter. Entsprechend soll dieser Abschnitt nur eine erste Idee vermitteln, was möglich ist. Um die Einführung in NFC abzuschließen wird im Folgenden noch ein Blick auf die technischen Grundlagen dahinter geworfen.

Auf welcher Technik basiert NFC?

Near Field Communication (NFC) beschreibt einen internationalen Übertragungsstandard zum drahtlosen Austausch von Daten über kurze Distanzen. Zur Übertragung wird der Hochfrequenzbereich von 13,56 MHz genutzt. Daten können dabei mit einer Geschwindigkeit von bis zu 424 kBit/s übertragen werden. Eine Übertragung ist allerdings nur über kurze Distanzen von wenigen Zentimetern möglich (ca. 1-10 cm). Bei jeder NFC basierten Kommunikation wird zwischen aktiven und passiven Teilnehmern untschieden.

Aktive und passive NFC-Transmitter

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen aktiven und passiven NFC-Transmittern:

• Aktive NFC-Transmitter sind in der Lage eigenständig Verbindungen aufzubauen (z.B. Smartphones und Tablets)
• Passive NFC-Transmitter sind nicht fähig eigenständig Verbindungen aufzubauen (z.B. NFC-Tags)

Aktive NFC-Transmitter sind zum Beispiel Smartphones und Tablets, da sie eine eigene Energiequelle zum Aufbauen von Verbindungen mitbringen. Passive NFC-Transmitter werden als NFC-Tags bezeichnet und besitzen keine eigene Energiequelle. Damit passive Transmitter ihre gespeicherten Informationen mitteilen können, machen sich diese die übertragene Energie aktiver Transmitter zu nutze. Dieser entzieht, vereinfacht dargestellt, durch seine Antenne dem Nahfeld die nötige Kapazität, um die enthaltenen Daten auszulesen und als Nachricht zurückzusenden.

Arten von NFC-Verbindungen

NFC unterscheidet zusammengefasst zwei Kommunikationsarten:

• Aktiver Modus: zwischen zwei aktiven NFC-Transmittern (Peer-to-Peer-Verbindung)
• Passiver Modus: zwischen einem aktiven und einem passiven NFC-Transmitter

Eine NFC-Verbindung zwischen zwei passiven NFC-Transmittern ist nicht möglich, da beide keine Energiequelle besitzen und daher keine Verbindung starten können.

Beim aktiven Modus wird von beiden Geräten ein elektromagnetisches Feld erzeugt und Daten können in beide Richtungen übertragen werden. Beim passiven Modus erzeugt hingegen nur ein Gerät ein elektromagnetisches Feld und Daten werden nur in eine Richtung übertragen.

Fazit

NFC ist aus dem modernen Smartphone nicht mehr wegzudenken und wird in weitere Bereiche des Alltags einziehen. Um NFC selbst zu erleben und sich von den Möglichkeiten zu überzeugen empfehlen wir eines unserer Starterkits in Kombination mit einer unserer Softwarelösungen.