Information and Communication, Safety and Security

Inband-RFID-Kommunikation: Energieeffizient und sicher

16.11.2017

© Fraunhofer IMS

In modernen Produktionsumgebungen wird es immer kommunikativer: Sensoren, die in Maschinen und Anlagen integriert sind, messen und sammeln dort Daten und senden diese weiter, entweder an andere Anlagen oder an eine zentrale Steuerungseinheit. Ohne drahtlose Funktechnologie wären solche vernetzten Produktionsumgebungen nicht möglich. Gleichwohl haben die gegenwärtigen im industriellen Umfeld verwendeten Funkstandards (wie WLAN, Bluetooth oder ZigBee) noch eine entscheidende Schwachstelle: Sie sind sehr energieintensiv. So entfällt auf die Funkschnittstelle eines zugehörigen drahtlosen Sensors ein Anteil von 60 – 95 % am Gesamtenergiebedarf des Systems. Mit einer passiven Datenübertragungstechnik basierend auf der sogenannten Lastmodulation entfiele dieser Anteil vollständig. Allerdings genügt diese Technik nicht den Anforderungen an Robustheit, Echtzeitfähigkeit und Abhörsicherheit, zudem ist die Funkreichweite etwas geringer.

Forschende am Fraunhofer IMS hatten jetzt die Idee, so genannte Inband-Kommunikationsverfahren (die auch Gegenstand des künftigen 5G-Mobilfunkstandards sind) bei RFID-Transpondern anzuwenden. Durch die Kombination des Inband-Verfahrens mit dem auf Lastmodulation basierenden RFIDKommunikationsverfahren resultiert ein hocheffizientes drahtloses Übertragungsverfahren, genannt »Inband-RFID«. Neben einer Voll-Duplex-Übertragung (gleichzeitiges Senden und Empfangen) und Energieeffizienz verfügt die Inband-RFID-Kommunikation im Vergleich zu den etablierten Funkstandards über eine hohe immanente Abhörsicherheit.

Neben Anwendungen im Bereich »Industrie 4.0« bietet die Inband-Kommunikation mit Lastmodulation auf Grund der Abhörsicherheit auch interessante Lösungsansätze für Teilbereiche der gegenwärtig diskutierten »Keyless-Go«- und »Keyless-Entry«-Problematik im Kraftfahrzeugbereich. Durch die Eigenschaften der neuen Technik nehmen potentielle Angreifer, hier im speziellen Fall Autodiebe, das ausgesendete Trägersignal beim Mithören der Datenverbindung als Störer war. Demzufolge ist ein Abhören bzw. Abfangen des Kfz-Schlüssel-Signals nicht möglich.