Wir haben es bereits oben beschrieben: Elementare Hardware aller RFID-Systeme ist der sogenannte Transponder (das RFID-Tag). In seiner einfachsten Ausführung kann ein Funk-Chip mittels Radiowellen von einem Lesegerät eindeutig und kontaktlos zumindest identifiziert werden.
Dies geschieht entweder durch Änderungen im Magnetfeld zwischen Sender und Empfänger oder über Änderungen am Trägersignal. Je nach Bauweise, Funktionsprinzip, Einsatzzweck und verwendeter Übertragungsfrequenz unterscheidet man insgesamt vier Transponderarten:
LF-Transponder (Frequenzbereich: meist 125 Kilohertz, "Close-Coupling-Transponder"): Reichweite 0 – 1 cm
Die Abkürzung "LF" steht hier für "Low Frequency", also "Niedrigfrequenz" oder "Langwelle". Die Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger erfolgt bei dieser Übertragungsart mit Hilfe der "induktiven Kopplung": Dabei erzeugt der RFID-Sender (beispielsweise ein Kartenlesegerät oder ein Smartphone) ein elektromagnetisches Feld, das im RFID-Chip einen winzigen Strom erzeugt ("induziert"). Dieser Strom wird nun auf charakteristische Weise im RFID-Chip verändert, was wiederum eine Änderung des Magnetfelds zur Folge hat.
Dies wird vom RFID-Sender registriert – und so der Chip eindeutig identifiziert. Diese Art von Datenübertragung eignet sich vor allem für sicherheitskritische Anwendungen wie das Auslesen von Bankdaten aus einer Chipkarte oder Schlüsselsysteme. Eine Manipulation ist nahezu ausgeschlossen, da Sender und Empfänger für die Übertragung sehr dicht beieinander liegen müssen.
HF-Transponder (Frequenzbereich: meist 13,56 Megahertz, "Remote-Coupling-Transponder"): Reichweite bis zu einem Meter
Das Funktionsprinzip des "HF" ("High Frequency", also Hochfrequenz)-Transponders ist ähnlich wie das des LF-Transponders. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch die größere Reichweite von bis zu einem Meter. Hier kommen beispielsweise Türöffner, drahtlose Warenidentifikation oder Diebstahlerkennung in Kaufhäusern ins Spiel.
UHF-Transponder (Frequenzbereich: 860 bis 960 Megahertz): Reichweite bis zu zehn Metern
Bei den ebenfalls erhältlichen UHF-Transpondern (Ultrahochfrequenz-Bereich zwischen 300 MHz und drei Gigahertz) wird hingegen durch den Transponder das Trägersignal verändert. Der Stromfluss selbst bleibt während der Übertragung gleich. Diese Art von UHF-RFID-Transpondern eignet sich vor allem für die Datenübertragung über größere Entfernungen (bis zu zehn Metern) hinweg.
Mikrowellen-Transponder (Frequenzbereich: 2,45 Gigahertz, demnächst auch 5,8 Gigahertz): Reichweite bis zu 100 Meter
Das Mikrowellen-Übertragungsverfahren funktioniert ähnlich wie bei UHF-Transpondern, ermöglicht jedoch deutlich größere Reichweiten und arbeitet wiederum in einem anderen Frequenzbereich.
Was sind aktive und passive Transponder?
Grundsätzlich unterscheidet man außerdem zwischen passiven, semi-passiven und aktiven Transpondern. Passive RFID-Transponder werden beispielsweise genutzt, um Tiere – etwa Hunde und Katzen – eindeutig zu markieren. Auch der Diebstahlschutz im Einzelhandel basiert meist auf passiven RFID-Chips. Ein Lesegerät sendet elektromagnetische Wellen aus, und ein Teil dieser Energie wird von passiven Transpondern in einem eindeutig zuordenbaren Muster reflektiert. Der Gegenstand wird erkannt und – im Falle eines Ladendiebstahls – Alarm ausgelöst.
Es gibt drei Arten passiver RFID-Transponder:
Read-Only: Diese Transponder werden vom Hersteller einmalig beschrieben. Ein nachträgliches Hinzufügen oder Löschen von Informationen ist nicht möglich.
Write-Once, Read Many (WORM): Kund:innen können diese Transponder nur einmal beschreiben. Danach dienen sie nur noch ausgelesen werden.
Read and Write: Anwender:innen können diese Transponder nach Bedarf beschriften und den gespeicherten Inhalt ändern.
Moderne, aktive High-End-Transponder besitzen zusätzlich einen Prozessor und eine eigene Stromquelle. So können sie ihre Daten auch auf Abruf oder automatisch wie oben beschrieben im UHF- oder Mikrowellen-Bereich über größere Entfernungen funken und innerhalb moderner IT-Infrastrukturen interagieren. Derartige Transponder sind normalerweise – auch aufgrund ihres Preises – nicht für den Einmalgebrauch gedacht, sondern wiederverwendbar oder für den längeren Einsatz konzipiert.