Was ist NFC und wie funktioniert es? Lass uns die Grundlagen auffrischen.

Hallo, Habr-Nutzer! Ich präsentiere Ihnen die Übersetzung des Artikels „Was ist NFC und wie funktioniert es“ von Robert Triggs. Es mag absurd erscheinen, warum der Originalautor 2019 darüber schreibt und ich es an der Schwelle zu 2020 übersetze. Heute hat NFC tatsächlich Einzug in unser Leben gehalten und ist nicht mehr nur eine Geek-Technologie für Token-Schlüsselanhänger. Jetzt umfasst es auch Zahlungen sowie teilweise das smarte Zuhause und intelligente Produktion. Warum also nicht das Bekannte wiederholen oder für einige auch etwas Neues entdecken?

NFC ist eine priorisierte, sich entwickelnde drahtlose Technologie, die durch Online-Zahlungssysteme wie Samsung Pay und Google Pay vorangetrieben wird. Besonders wenn es um Flagship-Geräte und sogar Smartphones der Mittelklasse geht. Möglicherweise haben Sie diesen Begriff schon einmal gehört, aber was genau ist NFC? In diesem Abschnitt werden wir untersuchen, was es ist, wie es funktioniert und wofür es verwendet wird.

NFC steht für „Near Field Communication“ („Nahfeldkommunikation“) und ermöglicht, wie der Name schon sagt, die Kommunikation über kurze Entfernungen zwischen kompatiblen Geräten. Es ist mindestens ein sendendes Gerät und ein empfangendes Gerät erforderlich, um ein Signal auszutauschen. Eine Reihe von Geräten nutzen den NFC-Standard und werden dabei als passiv oder aktiv eingestuft.

Passive NFC-Geräte umfassen Tags und andere kleine Sender, die Informationen an andere NFC-Geräte senden, ohne eine eigene Stromquelle zu benötigen. Sie verarbeiten jedoch keine Informationen, die von anderen Quellen gesendet werden, und verbinden sich nicht mit anderen passiven Geräten. Sie werden häufig für interaktive Schilder an Wänden oder beispielsweise für Werbeanzeigen verwendet.

Aktive Geräte können Daten senden oder empfangen und Informationen voneinander sowie mit passiven Geräten austauschen. Derzeit sind Smartphones die verbreitetste Form aktiver NFC-Geräte. Kartenleser im öffentlichen Verkehr und kontaktlose Zahlungsterminals sind ebenfalls gute Beispiele für diese Technologie.

Wie funktioniert NFC?

Jetzt wissen wir, was NFC ist, aber wie funktioniert es? Wie Bluetooth, Wi-Fi und andere drahtlose Signale funktioniert NFC nach dem Prinzip der Übertragung von Informationen über Radiowellen. Nahfeldkommunikation ist einer der Standards für die drahtlose Datenübertragung. Das bedeutet, dass Geräte bestimmten Spezifikationen entsprechen müssen, um korrekt miteinander zu interagieren. Die in NFC verwendete Technologie basiert auf alten Ideen der RFID (Radiofrequenz-Identifikation), bei denen zur Übertragung von Informationen elektromagnetische Induktion verwendet wurde.

Dies markiert einen wesentlichen Unterschied zwischen NFC und Bluetooth/WiFi. Erstere kann genutzt werden, um Elektrizität in passive Komponenten zu induzieren (in passivem NFC) sowie einfach zur Datenübertragung. Das bedeutet, dass passive Geräte keine eigene Stromquelle benötigen. Stattdessen beziehen sie ihre Energie aus dem elektromagnetischen Feld, das von aktivem NFC erzeugt wird, wenn es in Reichweite kommt. Leider bietet die NFC-Technologie nicht genügend Induktivität, um unsere Smartphones aufzuladen, aber das kabellose Laden nach dem QI-Prinzip basiert etwa auf demselben Prinzip.

Die Datenübertragungsfrequenz von NFC beträgt 13,56 Megahertz. Sie können Daten mit Geschwindigkeiten von 106, 212 oder 424 kbit/s senden. Das ist schnell genug für den Datenübertragungsbereich – von Kontaktdaten bis zum Austausch von Bildern und Musik.

Um festzustellen, welche Art von Informationen zwischen Geräten ausgetauscht werden können, hat der NFC-Standard derzeit drei verschiedene Betriebsarten. Die vielleicht am häufigsten verwendete Anwendung von NFC in Smartphones ist der Peer-to-Peer-Modus. Dies ermöglicht es zwei NFC-fähigen Geräten, unterschiedliche Informationen miteinander auszutauschen. In diesem Modus wechseln beide Geräte zwischen aktiv beim Senden von Daten und passiv beim Empfangen.

Der Lese-/Schreibmodus ist eine unidirektionale Datenübertragung. Das aktive Gerät, möglicherweise Ihr Smartphone, kommuniziert mit einem anderen Gerät, um Informationen von diesem auszulesen. Auch Werbe-NFC-Tags verwenden diesen Modus.

Der letzte Betriebsmodus ist die Kartensimulation. Das NFC-Gerät funktioniert wie eine intelligente oder kontaktlose Kreditkarte, um Zahlungen durchzuführen oder sich mit Zahlungssystemen des öffentlichen Verkehrs zu verbinden.

Vergleich mit Bluetooth

Wie unterscheidet sich NFC also von anderen drahtlosen Technologien? Sie könnten denken, dass NFC nicht wirklich nötig ist, da Bluetooth viel verbreiteter ist und seit vielen Jahren die Führung innehat (und übrigens in den oben erwähnten Smart-Home- und Smart-Factory-Systemen überwiegt). Dennoch gibt es einige wichtige technische Unterschiede zwischen ihnen, die NFC in bestimmten Situationen einige wesentliche Vorteile verschaffen. Das Hauptargument für NFC ist, dass es erheblich weniger Energie verbraucht als Bluetooth. Das macht NFC ideal für passive Geräte wie die zuvor erwähnten interaktiven Tags, da sie ohne Primärstromquelle arbeiten.

Allerdings hat diese Energieeinsparung auch eine Reihe wesentlicher Nachteile. Insbesondere ist die Übertragungsreichweite deutlich geringer als bei Bluetooth. Während NFC einen Arbeitsbereich von 10 cm hat, also nur wenige Zoll, überträgt Bluetooth Daten aus einer Entfernung von etwas mehr als 10 Metern vom Sender. Ein weiterer Nachteil ist, dass NFC etwas langsamer ist als Bluetooth. Es überträgt Daten mit einer maximalen Geschwindigkeit von nur 424 kbit/s im Vergleich zu 2,1 Mbit/s für Bluetooth 2.1 oder etwa 1 Mbit/s für Bluetooth Low Energy.

Doch NFC hat einen entscheidenden Vorteil: die schnellere Verbindung. Aufgrund der Verwendung von induktiver Verbindung und des Fehlens eines manuellen Pairings dauert die Verbindung zwischen zwei Geräten weniger als ein Zehntel einer Sekunde. Während modernes Bluetooth recht schnell verbindet, ist NFC nach wie vor sehr praktisch für bestimmte Szenarien. Und solange Mobile Payments sein unbestreitbares Anwendungsgebiet bleiben.

Samsung Pay, Android Pay und Apple Pay nutzen die NFC-Technologie — obwohl Samsung Pay nach einem anderen Prinzip funktioniert als die anderen. Während Bluetooth besser geeignet ist für die Verbindung von Geräten zum Übertragen/Austauschen von Dateien, zum Verbinden mit Lautsprechern usw., hoffen wir, dass NFC immer einen Platz in dieser Welt haben wird, dank der schnell wachsenden Technologien im Bereich mobiler Zahlungen.

Übrigens, eine Frage an Habr – verwendet ihr NFC-Token in euren Projekten? Auf welche Weise?

Quelle: habr.com