Near Field Communication Schnelle Kommunikation über kurze Distanzen

Autor / Redakteur: Frank Gräber* / Jan Vollmuth

Die kontaktlose Schnittstellentechnologie Near Field Communication (NFC) ermöglicht die einfache und schnelle Kommunikation über kurze Entfernungen zwischen elektronischen Geräten. Sie eignet sich zum bargeldlosen Zahlen von Tickets per Handy ebenso wie zum Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten.

Firmen zum Thema

( Archiv: Vogel Business Media )

Wer schon einmal mangels Kleingeld kein Ticket aus dem Fahrkartenautomat ziehen konnte oder MP3-Dateien zwischen verschiedenen Geräten erfolglos ohne Kabel austauschen wollte, wird die noch junge NFC-Technologie zu schätzen wissen: Mit der von NXP Semiconductors und Sony im Jahr 2002 entwickelten NFC-Technologie können Anwender Informationen wie z.B. Telefonnummern, Bilder, MP3-Dateien oder digitale Berechtigungen sicher austauschen und speichern, indem sie zwei Geräte einfach nahe aneinander halten.

NFC kann darüber hinaus als Zugriffsschlüssel auf Inhalte und für Services wie bargeldlose Zahlungen, Ticketing, Online-Unterhaltung und Zugangskontrolle genutzt werden. Die dazu notwendigen Sicherheitsfunktionen sind in der Hardware integriert.

Bildergalerie

Zudem lassen sich über NFC drahtlose Verbindungen wie Bluetooth oder Wi-Fi automatisch aufbauen und konfigurieren. Auf diese Weise können NFC-fähige Geräte über größere Entfernungen und mit einer höheren Datenrate kommunizieren.

Standardisierung und technische Details

Near Field Communication wird im 13,56 MHz-Frequenzbereich über eine Entfernung von bis zu 10 cm betrieben. Die Technologie arbeitet mit Datenraten von 106 KBits/s bzw. 212 KBits/s. Höhere Übertragungsgeschwindigkeiten mit bis zu 424 KBits/s sind zwischen dedizierten NFC-Geräten möglich. Für die Zukunft sind noch höhere Bit-Raten geplant.

Da NFC-fähige Geräte sowohl in einem aktiven als auch passiven Modus arbeiten können, stellt diese Technologie eine Verbindung zur kontaktlosen Smartcard-Welt dar: NFC ist kompatibel mit Smartcard-Infrastrukturen auf Basis von ISO 14443A wie z.B. die MIFARE-Technologie von Philips oder mit Sonys FeliCa-Card, die für elektronische Fahrkarten im öffentlichen Nahverkehr und für Zahlungsanwendungen genutzt werden.

Um einen möglichst breiten Anwendungsbereich zu gewährleisten, ist NFC bereits gemäß den internationalen Normierungsbehörden nach ECMA (340, 352, 356, 362) und äquivalent nach ISO/IEC (18092, 21481), und ETSI (TS 102190) standardisiert.

Das NFC-Forum

2004 wurde von NXP, Sony und Nokia das NFC-Forum gegründet. Diese industrielle Interessenplattform soll die Entwicklung von globalen Standards fördern, die Öffentlichkeit über die Vorteile von NFC unterrichten und die weltweite Verbreitung der NFC-Technologie vorantreiben. Das NFC-Forum unterstützen mittlerweile weltweit über 100 hochkarätige Unternehmen, wie zum Beispiel American Express, MasterCard, Panasonic, Microsoft, Motorola, NEC, Samsung, Texas Instruments, Hewlett Packard, Visa International, Vodafone, Sprint, Postbank, Telefonica und France Telecom.

NFC-fähige Endgeräte sind bereits verfügbar

NFC-fähige Mobiltelefone von Nokia (Nokia 3220, Nokia 6131) sind bereits kommerziell erhältlich. Weitere Handyhersteller wie Samsung und Motorola haben Prototypen sowie NFC-Mobiltelefone in limitierter Stückzahl speziell für Feldversuche entwickelt.

Nokia hat zudem eine NFC-Lösung entwickelt bei der die NFC-Schnittstelle in ein so genanntes NFC Functional Cover integriert ist. Das NFC Functional Cover ist ein Zubehör für das Nokia-3220-Handy. Durch einfaches Austauschen des normalen Covers durch ein NFC Functional Cover wird das Handy mit einer NFC-Schnittstelle ausgestattet.

Die Firma Wireless Dynamics wiederum hat eine NFC-Lösung entwickelt, die komplett in eine SD Karte (Secure Digital Card) integriert wurde. Somit können alle Geräte, die über einen SD Card Slot verfügen mit einer NFC-Schnittstelle ausgerüstet werden.

Auf der Suche nach kommerziellen Anwendungen

In den letzten beiden Jahren wurden weltweit rund 25 NFC-Feldversuche in unterschiedlichen Anwendungsgebieten gestartet, um herauszufinden, auf welche Art diese neue Technologie unser tägliches Leben bereichern kann. Industrieanalysten von ABI Research sagen voraus, dass im Jahr 2010 rund 25% der Mobiltelefone (ca. 350 Mio. Handys) mit NFC-Technologie ausgestattet sein werden.

Geldbörse, Schlüssel und mobiles Infoterminal in einem

Seit Herbst 2006 findet an der FH Oberösterreich Campus Hagenberg der weltweit erste Feldversuch statt, der NFC in all seiner Komplexität im Alltag zeigt: Testpersonen der Fachhochschule können ihre NFC-Handys am Campus als Geldbörse, Schlüssel und mobiles Informationsterminal nutzen. Die insgesamt 100 Teilnehmer haben per NFC Zutritt zu Hörsälen, Labors und der FH-Garage und können in den Kantinen und bei Automaten bargeldlos per Handy bezahlen. Dazu wird das Mobiltelefon einfach in die Nähe des Zahlungsterminals gehalten.

Das Guthaben kann jederzeit und überall aufgeladen werden – der Weg zur Bank oder zum Bankomaten ist nicht mehr nötig. Außerdem haben die teilnehmenden Studenten stets vollen Überblick über alle von ihnen per Handy durchgeführten Transaktionen.

Darüber hinaus ermöglicht das NFC-Handy den Einsatz zusätzlicher intelligenter Dienste wie z.B. einen automatischen Essenszuschuss in der Kantine.

Fahrkarten mit dem Handy bezahlen

Bereits im April 2006 wurde in Hanau bei Frankfurt die NFC-Technologie vom Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV), Nokia und Vodafone nach einem erfolgreichen zehnmonatigen Feldversuch kommerziell eingeführt.

Hanau bot ideale Voraussetzungen für den Feldversuch: Seit Februar 2002 bietet der Nahverkehr dort ein elektronisches Ticketing an, das auf kontaktlosen Chipkarten basiert. Dazu sind alle Busse mit kontaktlosen RFID-Lesegeräten ausgestattet. Zu diesem Zeitpunkt nutzten bereits ca. 6000 Kunden die kontaktlose Chipkarte zum Bezahlen ihrer Bus-Tickets.

Im Rahmen des Projekts setzten die Testteilnehmer beispielsweise Nokia-3230-Handys mit dem NFC Functional Cover ein. So ausgestattet konnten sie anstatt einer kontaktlosen Smartcard ein NFC-fähiges Mobiltelefon für das Ticketing einsetzen.

Positive Reaktion auf den Feldversuch

Die Fahrgäste bewerteten das Projekt durchweg positiv: Die meisten Testteilnehmer zogen das Mobiltelefon der Chipkarte als Medium für das elektronische Ticketing vor. Die einfache und intuitive Handhabung des Handys und das schnelle Ein- und Ausloggen an den Terminals wurde besonders gelobt. Zudem wurde es als Vorteil betrachtet, dass man das Mobiltelefon sowieso immer dabei hat und deshalb keine zusätzliche Smartcard mitführen muss.

Heute können die Fahrkarten für das Busnetz der hessischen Stadt elektronisch bezahlt, gespeichert und entwertet werden, indem NFC-fähige Handys einfach an das jeweilige Terminal gehalten werden. Darüber hinaus wurde in die Handys auch eine neu eingeführte regionale Freizeitkarte, die „RMV-ErlebnisCard Hanau“ integriert. Sie räumt dem Inhaber günstige Konditionen in lokalen Einzelhandelsbetrieben und bei Veranstaltungen ein.

Patientendaten speichern und abrufen

Eine weitere interessante Anwendung für NFC-Handys haben die holländischen mobilen Heimpflegeservices Nedap und Elmo gefunden: Sie setzen die Geräte für die Zeiterfassung, das Abrufen von Patientendaten und zum Aufzeichnen von Aktivitäten bei Patienten ein.

Die Heimpfleger kommen mit ihrem NFC-Handy, das sogar als Türschlüssel fungiert, zu pflegebedürftigen Personen und registrieren sich auf der kontaktlosen Patientenkarte. Sie führen ihre Tätigkeiten durch, zeichnen diese auf und melden sich wieder per Handy ab. Der Heimpflegeservice Nedap hat mittlerweile bereits rund 5.500 NFC-Handys im Betrieb.

Auf dem Weg zur Standardfunktionalität

Weitere Feldversuche in Europa und den USA zeigen viel versprechende Ergebnisse und lassen kaum Zweifel, dass NFC zur Standardfunktionalität für mobile und stationäre Endgeräte werden wird.

Ausschlaggebend ist dabei vor allem der einfache Zugang zu Mobile-Commerce-Anwendungen und -Diensten. Außerdem ist NFC leicht zu bedienen, komfortabel und schnell. Es erweitert damit Nutzen und Handhabung mobiler Endgeräte. Ein weiterer Vorteil: NFC ist kompatibel zur bereits existierenden Infrastrukur für kontaktlose Smartcards und damit offen für zahlreiche weitere Anwendungen.

Die Vorteile von NFC auf einen Blick

  • NFC ist ein Protokoll für sehr kurze Strecken von wenigen cm.
  • Die Anwendung der Technologie ist unkompliziert: Das Berühren zweier NFC-Endgeräte reicht bereits aus, eine Kommunikationsverbindung zwischen ihnen aufzubauen.
  • Die Verbindung kann von einem einzelnen Endgerät im so genannten aktiven Modus aufgebaut und aufrecht erhalten werden. Das zweite Geräte arbeitet dann im passiven Kommunikationsmodus als reiner Datenempfänger und spart auf diese Weise Strom. Dieses Merkmal macht NFC zu einer idealen Technologie für portable Endgeräte wie z.B. Handys.
  • Mithilfe des NFC-Protokolls können andere drahtlose Protokolle (Bluetooth, WiFi) mit größerer Bandbreite gestartet und konfiguriert und für schnelle Datenverbindungen eingesetzt werden.
  • Das NFC-Protokoll ist kompatibel mit den Smartcardprotokollen MIFARE von Philips und FeliCa von Sony.

EU unterstützt die Entwicklung von NFC-Anwendungen

Anfang des Jahres wurde ein gesamteuropäisches Konsortium aus Unternehmen, Universitäten und Anwendergruppen ins Leben, das den Aufbau einer offenen Architektur für die Entwicklung und den Einsatz von NFC-fähigen Anwendungen in mobilen Endgeräten vorantreiben soll: Das StoLPaN-Projekt (Store Logistics and Payment with NFC) wird unter anderem durch das IST-Programm (Information Society Technologies) der Europäischen Kommission (EU) finanziert. Das Konsortium soll offene kommerzielle und technische Rahmenbedingungen festlegen, die den Einsatz NFC-fähiger Dienste auf mobilen Endgeräten ermöglichen.

Zu den Mitgliedern des Konsortiums zählen u.a. Motorola, NXP Semiconductors, das Auto-ID-Lab St. Gallen, Sun, T-Systems sowie die Budapester Universität für Technologie und Wirtschaft und die John-von-Neumann-Fakultät für Informatik des Budapest Tech.

*Frank Gräber, Product Manager NFC bei NXP Semiconductors.

(ID:201770)