RFID vs. NFC – Was ist der Unterschied?

RFID vs. NFC

RFID und NFC sind für Viele synonyme Begriffe, die für Zugangskarten, Bezahlen mit dem Smartphone oder allgemeinen Datenaustausch bei Geräten stehen, die nahe bei einander sind. Doch was genau steckt hinter den Begriffen? Wo ist der Unterschied? Als Vorbereitung zu einem Blog-Artikel zu meinem RFID-Implantat habe ich mich auf die Recherche begeben, um ein für alle Mal die Unterschiede zu klären.

Was ist RFID?

RFID steht für Radio Frequency Identification

Also die Identifikation auf Basis von Radio- (also Funk-) Frequenzen. Damit ist noch kein spezielles Funk-Protokoll gemeint, sondern lediglich, dass die Identifikation über einen Funk-Kanal passiert. Ein klassisches Beispiel für eine solche Identifikation wäre eine kontaktlose Zugangskarte. Aber auch die Funkfernbedienung des Autos (nicht nur die Keyless) ist ein solcher RFID-Transponder bzw. RFID-Tag (engl. von Etikett).

RFID-Tags werden dabei in zwei Klassen und drei Frequenzbereiche unterteilt.

Passive RFID-Tags

Passive RFID-Tags haben eine Antenne, die so designend wurde, dass das RFID-Lesegerät das RFID-Tag mittels induktiver Kopplung mit Strom versorgen kann. Im Grunde funktioniert das Verfahren ähnlich wie das Kabellose laden des Smartphones. Möchte ein Tag Daten an das Lesegerät übermitteln, so nutzt es nicht den klassischen Funk-Weg, sondern erzeugt Kurzschlüsse. Da Tag und Lesegerät induktiv gekoppelt sind, nimmt das Lesegerät diese Kurzschlüsse wahr und kann daraus die gesendete Information decodieren.

Passiver RFID-Tag
Passiver RFID-Tag, Außen die Antenne und Innen der Chip

Aktive RFID-Tags

Aktive RFID-Tags brauchen keine induktive Kopplung, sondern haben selbst eine Batterie bzw. einen Akku. Dadurch erhöht sich die Reichweite der Tags auf mehrere Meter, oft sogar bis 100 Meter, je nach Anwendungsfall. Beispiele für solche Tags sind z.B. die Autoschlüssel, das Smartphone oder auch einige Warensicherungsetiketten in Elektronik- und Bekleidungsgeschäften.

Aktive RFID-Tags vs. Passive RFID-Tags

Man kann nicht sagen, dass ein Tag besser ist als der andere. Es kommt immer auf den Anwendungsfall an. Passive RFID-Tags bestehen im Grunde aus einem Chip und einer Antenne. Dadurch lassen die sich sehr einfach und kostengünstig herstellen. Und oft spielt es keine Rolle, wenn ein solcher Tag mal zerstört wird oder vom Kunden nach Hause mitgenommen wird. Diese Tags brauche keine Wartung, werden z.B. irgendwo aufgeklebt und das wars.

Aktive RFID-Tags sind dagegen eine andere Hausnummer. Die Batterie bzw. der Akku braucht zunächst Platz. Damit ist zugleich alles viel größer und teurer. Und während die passiven Tags eher Wegwerfartikel sind, sind die aktiven RFID-Tags wiederverwendbar. Brauchen aber auch Wartung. 

Unterschiedliche Frequenzen

Ein weiteres Merkmal der Tags ist die Frequenz, mit der die Tags arbeiten. Es gibt aktuell vier Funk-Bänder, in denen RFID Tags arbeiten.

LF: Low Frequency 

Das ist der Bereich zwischen 125 und 134 kHz. Vor allem werden hier passive RFID Tags älterer Generation eingesetzt. Oft haben die Tags Sicherheitslücken und lassen sich einfach Klonen bzw. emulieren. Sicherheitsrelevante Anwendungen sollten mit dieser Technik möglichst vermieden werden. Die Tags haben oft eine Reichweite von unter 10cm.

HF: High Frequency

Mit HF ist vor allem der Bereich um 13.56 MHz gemeint. Das ist der heute am meisten benutzte Frequenzband. Hier werden sowohl passive als auch aktive Tags eingesetzt. Die Reichweite ist aber auf rund 30 cm beschränkt. Deshalb wird dieses Frequenzband auch für NFC benutzt. 

UHF: Ultra High Frequency

Mit UHF ist der Frequenzbereich zwischen 856 und 960 MHz gemeint. In diesem Bereich können keine passiven Tags mehr arbeiten. Sie sind dann auf eine externe Stromquelle angewiesen. In diesem Bereich arbeiten z.B. KFZ-Schlüssel, Garagentor-Öffner und weitere Funk-Fernbedienungen.

SHF: Super High Frequency

Mit Super High Frequency ist das Mikrowellen-Band gemeint. Benutzt wird das ISM-Frequenzband rund um 2,4 GHz und 5,8 GHz. Übrigens, die gleichen Frequenzbänder wie auch bei Wifi-Netzwerken. Die Reichweite ist mit Antennen auf mehrere Kilometer beschränkt. 

Und was ist NFC?

NFC steht für Near Field Communication. Es ist also eine Technologie, für den Datenaustausch in nächster Distanz. NFC nutzt dabei das HF-RFID Band mit 13.56 MHz. Damit ist NFC schon vom Standard her auf ca. 30 cm begrenzt. Die räumliche Begrenzung ist dabei ein Sicherheitsfeature. Denn damit ist sichergestellt, dass sich Tag und Lesegerät in räumlicher Nähe befindet. Dieses Feature ist vor allem beim kontaktlosen Bezahlen mit einer Karte wichtig. Denn es wäre fatal, wenn das Lesegerät Geld von der Karte eines Kunden abbuchen würde, der einfach nur an der Kasse vorbeigeht und die Karte in der Hosentasche mit sich trägt. 

Ein weiterer Unterschied ist, dass im NFC Standard sich die Rollen der Geräte wechseln kann. So kann ein Lesegerät auch zu einem Tag werden. Card Emulation Mode nennt sich diese Funktion und erlaubt es einem Lesegerät eine Karte zu simulieren. Damit ist es möglich, dass ein Smartphone, das sonnst nur NFC-Tags auslesen könnte, eine Karte simuliert, um damit an einem anderen Lesegerät z.B. an der Kasse zu bezahlen. 

Smartphone im Card Emulation Mode

Das NFC-Forum

Das NFC-Forum unterteilt verschiedene NFC-Tags auf dem Markt in unterschiedliche Typen, je nach Anwendungsfall. Aktuell sind es 5 Typen. Damit soll sichergestellt werden, dass Tag und Lesegerät miteinander kompatibel sind.

Typ-1Typ-2Typ-3Typ-4Typ-5
Speicherkapazität456 Bytes48 Byte bis 2kB1 kB bis 9 kB4 kB bis 32 kB32 Bytes bis 256 Bytes
Lese-/Schreibgeschw.106 kbit/s106kbit/s212 – 424 kbit/s106-424 kbit/s53 kbit/s
Tag-Beispiele:Broadcom Topaz512NXP Mifare Ultralight
NXP Mifare Ultralight C
NXP NTAG 203
NXP NTAG 213
NXP NTAG 215
NXP NTAG 216
Sony FeliCaNXP DESFire
NXP SmartMX-JCOP
NXP ICODE SLIX

Durch diese Aufteilung nach Typen kann man für einen Anwendungsfall schnell bestimmte Chips auswählen und die Kompatibilität feststellen.

Wie man anhand der Tabelle sehr gut erkennen kann, enthalten moderne NFC-Chips bis zu 32 kB an Speicher. Auch die Geschwindigkeit der Chips ist enorm im Vergleich zu älteren RFID Chips z.B. aus der Mifare Classic Reihe.

Fazit: NFC vs. RFID

Was ist denn nun der Unterschied zwischen RFID und NFC? 

  1. NFC ist ein konkreter Kommunikationsstandard, während RFID eine Gruppe von Geräten beschreibt, die sich mit einer Funkschnittstelle Authentifizierten können.
  2. Während RFID verschiedene Frequenzbereiche beschreibt, arbeitet NFC ausschließlich im HF-Frequenzband.
  3. Bei NFC ist die Reichweite ein Sicherheitsfeature. Tag und Lesegerät müssen sich in unmittelbarer Nähe befinden. 
  4. Bei NFC kann ein Lesegerät im Card Emulation Mode auch zu einem Tag werden.

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