Dokument 1.pdf - DigDok

3. Grundlagen von NFC
28
Mobiltelefone mit NFC auf dem Markt, zum Beispiel das Sagem my700X, das Samsung
D500E und das BenQ T80 [5]. Deutlich interessanter wird die Interaktion mit dem Gerät
und möglichen NFC-Gegenstücken mit der Verbreitung der Smartphones. Trotz des großen
Potenzials und den etlichen Smartphones, die 2011 und 2012 auf den Markt gekommen sind,
ist der Anteil der neuen Geräte mit NFC-Funktionalität sehr gering.
3.2 Technischer Aufbau
Die Basistechnologie bei NFC ist die gleiche wie bei RFID, was den Vorteil hat, dass es
bereits viele bestehende Systeme gibt, die kompatibel mit neuen NFC-Anwendungen sind.
Das ist beispielsweise für Bezahlfunktionen mit Kreditkarten ein großer Vorteil [5]. NFC ist ein
induktiv gekoppeltes System, das mit einem hochfrequenten magnetischen Feld arbeitet und
eine Frequenz von 13,56 MHz nutzt. Es gibt drei unterschiedliche Betriebsarten von NFC:
passive, semi-passive und aktive Systeme. Bei aktiven Systemen haben beide Partner, das
Lesegerät und der Transponder, eine eigene Stromversorgung. Bei den anderen beiden Arten
wird die Energie vom Lesegerät übertragen, in dem die Antenne mit sinusförmigen Strom
versorgt wird. In der Transponderantenne wird dadurch eine Spannung indiziert. Bei passiven
und semi-passiven Systemen gibt es eine feste Rollenverteilung zwischen dem Lesegerät und
dem Transponder. Es gibt für die Datenübertragung sowohl einen Kanal zwischen dem
Lesegerät und dem Transponder als auch einen zweiten Kanal in umgekehrter Richtung.
Aktive Systeme teilen sich einen Kanal, die Rollen werden ständig bei Bedarf gewechselt.
Um Daten übertragen zu können, müssen diese an ein passendes Modulationsverfahren
angepasst und dafür codiert werden. Es gibt bei NFC drei unterschiedliche Modulationsverfahren,
die eingesetzt werden: n-ASK (Amplitude-shift keying, Amplitudenumstastung),
n-PSK (Phase-shift keying, Phasenumstastung) oder n-FSK (Frequenzy-shift keying, Frequenzumtastung).
Bei den Codierungsverfahren gibt es viele unterschiedliche Alternativen,
zum Beispiel die einfachste Variante, dass jedes Datenbit in einem bestimmten Signalpegel
codiert wird (NRZ-L-Codierung).
Bei der Datenübertragung vom Lesegerät zum Transponder (der sogenannte Uplink)
wird also das Trägersignal, das gleichzeitig auch zur Energieversorgung des Transponders
dient, mit einem Datenstrom modeliert. Bei passiven und semi-passiven Systemen gibt es
zusätzlich den Downlink. Die Kopplung der Spulen des Lesegerätes und des Transponders
wirkt nicht nur auf den Transponder sondern auch andersherum. Durch Impedanzänderungen
im Transponder kann eine Amplituden- oder Phasenänderung der Spannung bewirkt werden.
Diese Spannungsänderungen sind für das Lesegerät wiederum messbar. Das Signal kann
folglich vom Transponder modeliert werden, um Daten zurück zum Lesegerät zu übertragen.
Gibt es ein System mit mehreren Lesegeräten und Transpondern, dann benötigt man
weitere Techniken, um die einzelnen Geräte untereinander zu unterscheiden und die Kommunikationskanäle
nicht zu überlagern, wodurch sie unbrauchbar würden [32].