Отражатели из метаматериалов ускорят беспроводные сети в 2 раза

Ученые из Канады представили новый метод ускорения передачи данных в пределах одной частоты. Для этого они использовали отражатели из метаматериалов.

Исследователи Университета Торонто показали, что отражатели из метаматериалов могут направлять свет, позволяя передавать больше беспроводных данных на одной частоте. Они считают, что свойство, которое они назвали «полнодуплексной невзаимностью», может удвоить пропускную способность всех беспроводных сетей. Подробности их исследования появились в журнале Nature Communications. Ученые отмечают, что технология может появиться уже через 3-5 лет.

Метаматериалы — это синтетические структуры, состоящие из строительных блоков, которые меньше длины волны света, поэтому они могут манипулировать этими волнами. Материал канадских ученых состоит из повторяющихся элементарных ячеек размером около 20 миллиметров. Они образуют единый однородный объект — метаповерхность. Его можно использовать для больших длин волн света, таких как микроволны, которые используются для передачи сигналов сотовых телефонов или цифровых данных.

Новые метаматериалы позволяют направлять и усиливать входящие лучи. Это будет полезно во многих сферах, от медицинской визуализации и солнечных батарей до спутниковой связи. Добавив возможность направлять отраженный луч, новые интеллектуальные метаматериалы ускорят беспроводную связь.

«В повседневном опыте микроволны, излучаемые с вышки, достигают конечной точки, например, модема, а затем возвращаются обратно на телекоммуникационную станцию, — отмечают исследователи. — Вот почему, когда вы разговариваете по мобильному телефону, не говорите и не слушаете на одном и том же канале. Если бы вы это сделали, сигналы бы интерферировали, и вы не смогли бы различить свой голос от голоса собеседника».

Сети 5G имеют используют полудуплексные каналы связи. Сигналы находятся на немного разных частотах или на одной и той же, но в разное время, чтобы избежать помех. Временная задержка незаметна для пользователя. В отличие от этого, новая полнодуплексная архитектура пространственно разделяет прямой и обратный пути в пределах одной частоты, что удваивает пропускную способность системы.