ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যম: তারযুক্ত মাধ্যম

টুইস্টেড পেয়ার, কো-এক্সিয়াল এবং ফাইবার অপটিক ক্যাবলের গঠন, প্রকারভেদ ও ব্যবহার নিয়ে বিস্তারিত। এইচএসসি আইসিটি অধ্যায় ২।

শেখা শুরু করুন

ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যম: তারযুক্ত মাধ্যম

  1. ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যম: তারযুক্ত মাধ্যম
  2. ইন্টারনেট আসলে কোথায় থাকে?
  3. কমিউনিকেশন মাধ্যমের প্রকারভেদ
  4. টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (Twisted Pair Cable)
  5. টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের প্রকারভেদ
  6. কো-এক্সিয়াল ক্যাবল (Coaxial Cable)
  7. কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের প্রকার ও ব্যবহার
  8. অপটিক্যাল ফাইবার: আলোর গতিতে ডাটা
  9. অপটিক্যাল ফাইবারের গঠন
  10. অপটিক্যাল ফাইবারের প্রকারভেদ
  11. অপটিক্যাল ফাইবারের সুবিধা ও অসুবিধা
  12. তুলনামূলক বিশ্লেষণ: কে সেরা?
  13. বাংলাদেশে সাবমেরিন ক্যাবল
  14. সারসংক্ষেপ ও আজকের পাঠ

ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যম: তারযুক্ত মাধ্যম

এই লেকচার শেষে আমরা-

১। ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যমের শ্রেণিবিভাগ করতে পারব।
২। টুইস্টেড পেয়ার ও কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের গঠন ও ব্যবহার ব্যাখ্যা করতে পারব।
৩। অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবলের গঠন ও পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ করতে পারব।
৪। বিভিন্ন প্রকার গাইডেড মিডিয়ার মধ্যে তুলনামূলক পার্থক্য নির্ণয় করতে পারব।

সুপ্রিয় শিক্ষার্থীরা, কেমন আছো তোমরা সবাই? এইচএসসি আইসিটি কোর্সের আজকের লেকচারে তোমাদের স্বাগতম। আজকে আমরা খুব ইন্টারেস্টিং একটা টপিক নিয়ে কথা বলব—ইন্টারনেটের সেই অদৃশ্য সুতোর গল্প যা পুরো পৃথিবীকে একে অপরের সাথে বেঁধে রেখেছে। হ্যাঁ, আজকে আমাদের আলোচনার বিষয় 'তারযুক্ত মাধ্যম' বা Guided Media। এই লেকচার শেষে আমরা ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যমের শ্রেণিবিভাগ করতে পারব, বিভিন্ন ধরণের ক্যাবল যেমন টুইস্টেড পেয়ার, কো-এক্সিয়াল এবং অপটিক্যাল ফাইবারের গঠন ও কাজ বুঝতে পারব। এবং সবশেষে, কোন ক্যাবলটি সেরা তা তুলনা করতে পারব। চলো তাহলে শুরু করা যাক।

ইন্টারনেট আসলে কোথায় থাকে?

জনপ্রিয় ধারণা: ইন্টারনেট থাকে বাতাসে বা 'ক্লাউডে'।

বাস্তবতা:
- বিশ্বের ৯৯% ডাটা সাগরের তলদেশ দিয়ে প্রবাহিত হয়।
- মানুষের চুলের চেয়েও সরু কাঁচের তন্তু বা অপটিক্যাল ফাইবার দিয়ে এই ডাটা আদান-প্রদান হয়।
- একে বলা হয় সাবমেরিন ক্যাবল।

আচ্ছা, একটা প্রশ্ন করি। আমরা যখন বলি 'ক্লাউড স্টোরেজ', বা ওয়াইফাই ব্যবহার করি—তোমাদের কি মনে হয় সব ডাটা বাতাসের মধ্যে দিয়ে ওড়াউড়ি করছে? নাম শুনে মনে হতে পারে ইন্টারনেট বুঝি আকাশেই থাকে। কিন্তু বাস্তবতা হলো, ইন্টারনেটের প্রায় ৯৯ শতাংশ ডাটায় সাগরের তলদেশ দিয়ে এক মহাদেশ থেকে আরেক মহাদেশে যায়। আর এই বিশাল কাজটা করে মানুষের চুলের চেয়েও সরু কিছু কাঁচের তন্তু! বিশ্বাস হচ্ছে না? পাশের ছবিতে দেখো, একদিকে সাগরের নিচের ক্যাবল ম্যাপ, আর অন্যদিকে মানুষের চুলের সাথে ফাইবারের তুলনা। আজকে আমরা জানব এই তারগুলো আসলে কীভাবে কাজ করে।

কমিউনিকেশন মাধ্যমের প্রকারভেদ

কমিউনিকেশন মাধ্যম বা মিডিয়া প্রধানত ২ প্রকার:

  1. তারযুক্ত বা গাইডেড মিডিয়া (Guided/Wired Media):
    - Twisted Pair Cable
    - Coaxial Cable
    - Fiber Optic Cable

  2. তারবিহীন বা আনগাইডেড মিডিয়া (Unguided/Wireless Media):
    - Radio Wave
    - Microwave
    - Infrared

প্রথমে আসো দেখি মিডিয়া কত প্রকার। মিডিয়া মানে হলো যার মাধ্যমে ডাটা এক স্থান থেকে অন্য স্থানে যায়। এটা দুই ধরণের হতে পারে। এক, তারযুক্ত বা গাইডেড মিডিয়া—যেখানে ডাটা একটা নির্দিষ্ট তারের ভেতর দিয়ে গাইড করে পাঠানো হয়। আর দুই, তারবিহীন বা আনগাইডেড মিডিয়া—যেখানে ডাটা বাতাসের মধ্য দিয়ে ওয়েভ আকারে ছড়িয়ে পড়ে। চার্টটা লক্ষ্য করো। আজকে আমাদের ফোকাস শুধু বাম পাশের অংশটা, অর্থাৎ গাইডেড মিডিয়া নিয়ে। এর মধ্যে আছে তিন ধরণের ক্যাবল: টুইস্টেড পেয়ার, কো-এক্সিয়াল এবং ফাইবার অপটিক।

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (Twisted Pair Cable)

গঠন:
- দুটি কপার বা তামা দিয়ে তৈরি পরিবাহী তার।
- তারগুলো একে অপরের সাথে প্যাঁচানো (Twisted) থাকে।
- প্রতিটি তারের ওপর ভিন্ন রঙের প্লাস্টিক ইনসুলেশন থাকে।

কেন প্যাঁচানো থাকে?
- বাইরের নয়েজ বা ক্রসটক (Crosstalk) কমানোর জন্য।

শুরুতেই টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল। তোমরা যারা ল্যান ক্যাবল বা টেলিফোনের তারের ভেতরটা খুলে দেখেছ, তারা নিশ্চয়ই দেখেছ যে ভেতরে জোড়ায় জোড়ায় তার প্যাঁচানো থাকে। ছবিতে দেখো, দুটি কপার তার একে অপরের সাথে টুইস্ট করা। প্রশ্ন হলো, সোজা না রেখে প্যাঁচানো কেন? এর কারণ হলো 'ক্রসটক' বা নয়েজ কমানো। পাশাপাশি দুটি তারে সিগন্যাল গেলে একটির সিগন্যাল অন্যটিতে সমস্যা তৈরি করতে পারে, প্যাঁচানো থাকলে এই ম্যাগনেটিক ফিল্ডের প্রভাবটা বাতিল হয়ে যায়। ফলে ডাটা নিরাপদে যেতে পারে।

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের প্রকারভেদ

প্রধানত দুই প্রকার:

১. UTP (Unshielded Twisted Pair)
- কোনো বাড়তি ধাতব শিল্ড বা জালি থাকে না।
- সস্তা ও নমনীয়।
- ব্যবহার: ল্যান (LAN), টেলিফোন লাইন।

২. STP (Shielded Twisted Pair)
- প্রতি জোড়া তারের ওপর ফয়েল বা জালি থাকে।
- নয়েজ প্রটেকশন বেশি, দামও বেশি।
- ব্যবহার: ইন্ডাস্ট্রিয়াল এরিয়া, উচ্চ গতির নেটওয়ার্ক।

কানেক্টর: RJ45

এই টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল আবার দুই ধরণের হয়। ছবিতে বাম পাশে দেখো UTP বা আনশিল্ডেড—এতে কোনো বাড়তি মেটাল কাভার নেই। এটা সস্তা, তাই আমাদের বাসাবাড়িতে বা অফিসে সাধারণত এটাই ব্যবহার করি। আর ডান পাশে দেখো STP বা শিল্ডেড—এতে তারের ওপর একটা ফয়েলের জালি দেওয়া আছে। কলকারখানায় যেখানে অনেক মেশিনের নয়েজ থাকে, সেখানে ডাটা ঠিক রাখতে এই STP ব্যবহার হয়। আর নিচে যে কানেক্টরটা দেখছ, ওটার নাম RJ45—রাউটারের পেছনে তোমরা এটা নিশ্চয়ই দেখেছ।

কো-এক্সিয়াল ক্যাবল (Coaxial Cable)

গঠন (ভেতর থেকে বাইরে):
১. কোর (Core): শক্ত কপার ওয়্যার, যার মধ্য দিয়ে ডাটা প্রবাহিত হয়।
২. ডাই-ইলেকট্রিক (Dielectric): সাদা রঙের ফোমের ইনসুলেশন।
৩. মেটালিক শিল্ড (Shield): তামার তারের জালি, যা বাইরের নয়েজ আটকায়।
৪. জ্যাকেট (Jacket): বাইরের শক্ত প্লাস্টিক আবরণ।

এবার আসি কো-এক্সিয়াল ক্যাবলে। তোমাদের বাসায় টিভির ডিশ লাইনের যে কালো তারটা আছে, ওটাই কো-এক্সিয়াল ক্যাবল। এর গঠনটা একটু বিশেষ, অনেকটা পাইপের মতো। ছবিতে লেয়ারগুলো খেয়াল করো। একদম মাঝখানে থাকে তামার কোর, যার মধ্য দিয়ে সিগন্যাল যায়। তাকে ঘিরে থাকে সাদা ডাই-ইলেকট্রিক ফোম। তার ওপর থাকে তারের জালি বা মেটালিক শিল্ড। এই জালিটা খুব গুরুত্বপূর্ণ—এটা বাইরের সিগন্যালকে ভেতরে ঢুকতে দেয় না, অনেকটা বডিগার্ডের মতো কাজ করে। আর সবার উপরে থাকে কালো প্লাস্টিকের জ্যাকেট।

কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের প্রকার ও ব্যবহার

প্রকারভেদ:
1. থিননেট (Thinnet): পুরুত্ব ০.২৫ ইঞ্চি, ১৮৫ মিটার পর্যন্ত ডাটা যায়। (নমনীয়)
2. থিকনেট (Thicknet): পুরুত্ব ০.৫ ইঞ্চি, ৫০০ মিটার পর্যন্ত ডাটা যায়। (ভারী ও শক্ত)

ব্যবহার:
- ডিশ টিভি বা ক্যাবল টিভি (Cable TV) নেটওয়ার্ক।
- সিসিটিভি (CCTV) ক্যামেরা সংযোগ।
- পুরোনো দিনের লোকাল এরিয়া নেটওয়ার্ক।

কো-এক্সিয়াল ক্যাবল দুই ধরণের হয়—থিননেট আর থিকনেট। নাম শুনেই বুঝছ, একটা পাতলা আরেকটা মোটা। থিননেট ১৮৫ মিটার পর্যন্ত ডাটা নিতে পারে, আর থিকনেট ৫০০ মিটার পর্যন্ত। এখন প্রশ্ন হলো, আমরা কি কম্পিউটারে এই ক্যাবল ব্যবহার করি? এখন আর তেমন করি না, কারণ এর গতি কম। তবে ডিশ লাইনে বা সিসিটিভি ক্যামেরায় এখনো এর প্রচুর ব্যবহার আছে। কারণ এটা এনালগ ভিডিও সিগন্যাল খুব ভালো বহন করতে পারে।

অপটিক্যাল ফাইবার: আলোর গতিতে ডাটা

সংজ্ঞা: কাঁচ (সিলিকা) বা স্বচ্ছ প্লাস্টিকের তৈরি অত্যন্ত সরু তন্তু, যার মধ্য দিয়ে আলোর গতিতে ডাটা প্রবাহিত হয়।

মূলনীতি:
- এটি পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection) প্রযুক্তিতে কাজ করে।
- এখানে কোনো বৈদ্যুতিক সিগন্যাল নেই, ডাটা যায় 'আলোক পালস' হিসেবে।
- ইলেকট্রিক্যাল নয়েজ বা EMI এর কোনো প্রভাব নেই।

এবার আসছি সবচেয়ে আধুনিক প্রযুক্তিতে—অপটিক্যাল ফাইবার। চিন্তা করো, এতক্ষণ আমরা তামা বা কপারের তার দিয়ে বিদ্যুৎ পাঠাচ্ছিলাম। কিন্তু এখানে তারের ভেতর দিয়ে বিদ্যুৎ যায় না, যায় আলো! হ্যাঁ, ঠিক শুনেছ। এটা কাজ করে 'পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন' বা Total Internal Reflection নীতিতে। ছবিতে দেখো, আলোক রশি কীভাবে পাইপের দেয়ালে বাড়ি খেয়ে খেয়ে এগিয়ে যাচ্ছে, কিন্তু বাইরে বের হচ্ছে না। যেহেতু এটা আলো, তাই এর গতিও আলোর গতির কাছাকাছি, আর বাইরে থেকে কোনো বৈদ্যুতিক নয়েজ একে ডিস্টার্ব করতে পারে না।

অপটিক্যাল ফাইবারের গঠন

১. কোর (Core): ভেতরের মূল অংশ (কাঁচ/প্লাস্টিক), যার মধ্য দিয়ে আলো চলে। এর প্রতিসরণাঙ্ক (Refractive Index) সবচেয়ে বেশি।

২. ক্ল্যাডিং (Cladding): কোরের বাইরের আবরণ। এর প্রতিসরণাঙ্ক কোরের চেয়ে কম, তাই আলো প্রতিফলিত হয়ে কোরে ফিরে আসে।

৩. বাফার ও জ্যাকেট: বাইরের প্লাস্টিক বা কেভলারের শক্ত আবরণ যা ফাইবারকে রক্ষা করে।

অপটিক্যাল ফাইবারের গঠনটা খুব সূক্ষ্ম। একদম মাঝখানে থাকে কোর, যেটা কাঁচ বা প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি। এর ওপর থাকে ক্ল্যাডিং। এখানে একটা ফিজিক্সের ব্যাপার আছে—কোরের প্রতিসরণাঙ্ক ক্ল্যাডিংয়ের চেয়ে বেশি হতে হয়। যদি ক্ল্যাডিংয়ের ঘনত্ব কম না হতো, তাহলে আলোটা প্রতিফলিত না হয়ে শুষে নিতো বা বেরিয়ে যেত। অনেকটা আয়নার মতো কাজ করে এই ক্ল্যাডিং, আলোকে সবসময় কোরের ভেতরেই আটকে রাখে। আর সবার বাইরে থাকে বাফার বা জ্যাকেট, যা এই সরু কাঁচের তন্তুকে ভেঙে যাওয়া থেকে বাঁচায়।

অপটিক্যাল ফাইবারের প্রকারভেদ

১. সিঙ্গেল মোড (Single Mode):
- কোর খুব সরু (৮-১০ মাইক্রন)।
- একসাথে একটি মাত্র আলোক রশি সোজা পথে যায়।
- আলোর উৎস: লেজার (Laser)।
- ব্যবহার: দীর্ঘ দূরত্বে ডাটা পাঠাতে।

২. মাল্টি মোড (Multi Mode):
- কোর কিছুটা মোটা (৫০-১০০ মাইক্রন)।
- একসাথে একাধিক আলোক রশি বাঁকা পথে যায়।
- আলোর উৎস: LED।
- ব্যবহার: স্বল্প দূরত্বে।

অপটিক্যাল ফাইবার দুই ধরণের। ছবির উপরেরটা দেখো—সিঙ্গেল মোড। এর কোর এতই সরু যে আলো সোজা তীরের মতো চলে যায়, বাঁকানোর জায়গা পায় না। এটা লেজার দিয়ে চলে এবং অনেক দূরে ডাটা পাঠাতে পারে। একে হাইওয়ের সাথে তুলনা করতে পারো যেখানে গাড়ি সোজা স্পিডে চলে। আর নিচেরটা হলো মাল্টি মোড। এর কোর একটু মোটা, তাই আলো বারবার দেয়ালে বাড়ি খেয়ে বা জিগজ্যাগ পথে যায়। এখানে LED লাইট ব্যবহার হয় এবং এটা কম দূরত্বের জন্য ভালো।

অপটিক্যাল ফাইবারের সুবিধা ও অসুবিধা

সুবিধা:
- ডাটা ট্রান্সফার গতি আলোর গতির সমান (সবচেয়ে দ্রুত)।
- বিপুল ব্যান্ডউইথ (একসাথে অনেক ডাটা যায়)।
- নয়েজ বা EMI সমস্যা নেই।
- ওজনে হালকা ও টেকসই।
- ডাটা হ্যাক করা কঠিন (নিরাপত্তা বেশি)।

অপটিক্যাল ফাইবারের সুবিধা বলে শেষ করা যাবে না। সবচেয়ে বড় সুবিধা স্পিড এবং ব্যান্ডউইথ। তাছাড়া এতে কোনো নয়েজ নেই। কিন্তু সমস্যা হলো, এটা বেশ দামি। আর সবচেয়ে বড় অসুবিধা হলো এটা কাঁচের তৈরি, তাই বেশি বাঁকানো যায় না বা সাধারণ তারের মতো জোড়া দেওয়া যায় না। ফাইবার অপটিক জোড়া দিতে স্প্লাইসিং মেশিন লাগে, যা বেশ জটিল। তবুও, বর্তমান বিশ্বে হাই-স্পিড ইন্টারনেটের জন্য এর কোনো বিকল্প নেই।

তুলনামূলক বিশ্লেষণ: কে সেরা?

বৈশিষ্ট্য টুইস্টেড পেয়ার কো-এক্সিয়াল ফাইবার অপটিক
গতি কম (Mbps) মাঝারি অত্যন্ত বেশি (Gbps+)
দূরত্ব ১০০ মি. (সর্বোচ্চ) ৫০০ মি. ১০০+ কি.মি.
খরচ সবচেয়ে কম মাঝারি সবচেয়ে বেশি
নয়েজ প্রভাবিত হয় কম প্রভাবিত প্রভাবিত হয় না
ব্যবহার ল্যান, টেলিফোন টিভি, সিসিটিভি ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক

এখন যদি আমরা তিনটাকে পাশাপাশি রেখে তুলনা করি, তাহলে কী দেখব? চার্টটা ভালো করে খেয়াল করো। গতির দিক থেকে ফাইবার অপটিক রাজা। কিন্তু খরচের দিক থেকে টুইস্টেড পেয়ার সবচেয়ে সাশ্রয়ী। তাই আমরা এখনো বাসায় ল্যান পোর্টের জন্য টুইস্টেড পেয়ারই ব্যবহার করি। কিন্তু এক শহর থেকে আরেক শহরে লাইন নিতে হলে ফাইবার অপটিক ছাড়া গতি নেই। এই চার্টটা ভিডিও পজ করে একটু সময় নিয়ে দেখো, এখান থেকে তোমরা সহজেই সিদ্ধান্ত নিতে পারবে কখন কোন ক্যাবল ব্যবহার করা উচিত।

বাংলাদেশে সাবমেরিন ক্যাবল

আমাদের ইন্টারনেট আসে সাগরের তলদেশ দিয়ে বা সাবমেরিন ক্যাবল এর মাধ্যমে।

  • বাংলাদেশ যুক্ত আছে:
    ১. SEA-ME-WE 4 (South East Asia-Middle East-Western Europe 4)
    ২. SEA-ME-WE 5

  • ল্যান্ডিং স্টেশন:
    ১. ঝিলংজা, কক্সবাজার।
    ২. কুয়াকাটা, পটুয়াখালী।

  • আসছে: SEA-ME-WE 6 (তৃতীয় ক্যাবল)।

লেকচারের একদম শেষে একটু বাস্তব উদাহরণ দেই। বাংলাদেশের ইন্টারনেট আসে কোথা থেকে? মূলত সাগরের নিচ দিয়ে আসা অপটিক্যাল ফাইবার বা সাবমেরিন ক্যাবল দিয়ে। আমরা বর্তমানে দুটি মেইন লাইনের সাথে যুক্ত—SEA-ME-WE 4 এবং 5। ম্যাপে দেখো, একটা লাইন উঠেছে কক্সবাজারে, আরেকটা পটুয়াখালীর কুয়াকাটায়। এগুলোকে বলা হয় ল্যান্ডিং স্টেশন। এখান থেকেই ফাইবার অপটিকের মাধ্যমে সারা দেশে ইন্টারনেট ছড়িয়ে পড়ে। আমরা শীঘ্রই তৃতীয় ক্যাবল SEA-ME-WE 6 এর সাথেও যুক্ত হতে যাচ্ছি।

সারসংক্ষেপ ও আজকের পাঠ

আজকে আমরা যা শিখলাম:
১. তারযুক্ত মাধ্যম তিন প্রকার: টুইস্টেড পেয়ার, কো-এক্সিয়াল, ফাইবার অপটিক।
২. টুইস্টেড পেয়ার ও কো-এক্সিয়ালে ডাটা যায় বিদ্যুৎ হিসেবে, ফাইবারে যায় আলো হিসেবে।
৩. গতির দিক থেকে ফাইবার অপটিক সেরা, কিন্তু দামি।

পরের লেকচার: তারবিহীন মাধ্যম বা Wireless Media নিয়ে আলোচনা করব।

তাহলে প্রিয় শিক্ষার্থীরা, আজকের ক্লাসে আমরা তারযুক্ত যোগাযোগের অলিগলি চিনলাম। আমরা দেখলাম কপার তার থেকে কীভাবে আমরা আলোর গতির ফাইবারে এলাম। মূল পার্থক্যটা মনে রেখো—তামার তারে যায় বিদ্যুৎ, আর ফাইবারে যায় আলো। আশা করি আজকের ক্লাসটি তোমরা উপভোগ করেছ। বাসায় বইটা একবার রিডিং পড়লেই সব পরিষ্কার হয়ে যাবে। দেখা হবে পরের ক্লাসে, যেখানে আমরা কোনো তার ছাড়াই যোগাযোগ করব—অর্থাৎ ওয়্যারলেস মিডিয়া নিয়ে কথা বলব! সে পর্যন্ত সবাই ভালো থেকো।

লেকচার ২.৩: ডাটা কমিউনিকেশন মাধ্যম (তারযুক্ত) - বিস্তারিত পাঠ ও পরীক্ষার প্রস্তুতি

পড়তে প্রায় 15 মিনিট

লেকচারে আমরা শুনেছি কীভাবে ইন্টারনেটের ৯৯% ডাটা তারের মাধ্যমে পরিবাহিত হয়। আমরা যখন ইন্টারনেটে কোনো ওয়েবপেজ ব্রাউজ করি বা ইউটিউবে ভিডিও দেখি, তখন মনে হতে পারে সব কিছুই হাওয়ায় ভেসে আসছে। কিন্তু বাস্তবতা হলো, বিশ্বজুড়ে ইন্টারনেটের এই বিশাল জগতটি দাঁড়িয়ে আছে সমুদ্রের তলদেশ দিয়ে যাওয়া হাজার হাজার কিলোমিটার অপটিক্যাল ফাইবার এবং আমাদের বাসা-বাড়িতে ব্যবহৃত বিভিন্ন ধরণের তার বা ক্যাবলের ওপর। এই সেকশনে আমরা 'গাইডেড মিডিয়া' এর ফরমাল সংজ্ঞা এবং বিস্তারিত আলোচনা করব। একে 'গাইডেড' বলা হয় কারণ এটি ডাটাকে একটি নির্দিষ্ট পথ বা physical conduit দিয়ে গাইড করে বা পথ দেখিয়ে গন্তব্যে নিয়ে যায়। বাংলাদেশের সাবমেরিন ক্যাবল (SEA-ME-WE) এর মাধ্যমে আমরা কীভাবে গ্লোবাল ইন্টারনেটের সাথে যুক্ত, তা এই গাইডেড মিডিয়ারই একটি বাস্তব উদাহরণ।

সংজ্ঞা (Definition): যে মাধ্যমটিতে ডাটা প্রেরক থেকে গ্রাহক পর্যন্ত একটি নির্দিষ্ট কঠিন বা ভৌত (Physical) পথের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়, তাকে তারযুক্ত মাধ্যম বা গাইডেড মিডিয়া (Guided Media) বলে। একে বাউন্ডেড মিডিয়াও (Bounded Media) বলা হয়।

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (Twisted Pair Cable): গঠন ও বৈশিষ্ট্য

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল হলো সবচেয়ে সাধারণ এবং বহুল ব্যবহৃত মাধ্যম। বাসাবাড়িতে ল্যান্ডফোন সংযোগ বা লোকাল এরিয়া নেটওয়ার্ক (LAN) তৈরিতে এটি দেখা যায়। এর মূল বৈশিষ্ট্য হলো এতে দুটি পরিবাহী কপার বা তামার তার একে অপরের সাথে সমহারে প্যাঁচানো (Twisted) থাকে। সাধারণত ৪ জোড়া বা ৮টি তার থাকে এবং প্রতি জোড়ায় একটি কমন রঙের (সাদা) তার থাকে।

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের গঠন: UTP এবং STP

লেকচারে টুইস্টেড পেয়ারের প্যাঁচানো বা 'Twist' থাকার কারণ হিসেবে নয়েজ কমানোর কথা বলা হয়েছে। কিন্তু কেন প্যাঁচানো থাকে? যখন বিদ্যৎ প্রবাহিত হয় তখন তার চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়। সোজা তারের ক্ষেত্রে এই ক্ষেত্রটি পাশের তারের সিগন্যালে ব্যাঘাত ঘটায়, যাকে Crosstalk বলে।

গুরুত্বপূর্ণ (Important):
- প্যাঁচানোর কারণ: দুটি তারের মধ্যে প্যাঁচ বা Twist থাকার ফলে বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্র বা Electromagnetic Field একে অপরের প্রভাবকে নস্যাৎ (Cancel) করে দেয়। এতে ক্রসটক (Crosstalk) বা নয়েজ কমে যায় এবং ডাটা নিরাপদে প্রবাহিত হতে পারে।
- প্রতি ইঞ্চিতে প্যাঁচের সংখ্যা যত বেশি হবে, নয়েজ কমানোর ক্ষমতা বা ডাটা ট্রান্সমিশন রেট তত বেশি হবে।

প্রকারভেদ (Types)

গঠন অনুযায়ী টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল দুই প্রকার:

  1. UTP (Unshielded Twisted Pair): এতে তারের জোড়াগুলোর ওপর কোনো বাড়তি মেটালিক বা ধাতব আবরণ থাকে না। এটি নমনীয় এবং সস্তা, তাই ল্যান (LAN) নেটওয়ার্কে বেশি ব্যবহৃত হয়।
  2. STP (Shielded Twisted Pair): এতে প্রতিটি জোড়া তারের ওপর একটি পাতলা ফয়েল বা তারের জালি (Shield) থাকে। এটি নয়েজ বা EMI (Electromagnetic Interference) প্রতিরোধে বেশি সক্ষম কিন্তু দামি এবং ভারী।
ক্যাটাগরি ও কানেক্টর

টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল বিভিন্ন মানের হয়, যাকে ক্যাটাগরি (Category) বা সংক্ষেপে 'Cat' বলা হয়।

ক্যাটাগরি ব্যান্ডউইথ (ফ্রিকোয়েন্সি) ডাটা রেট ব্যবহার
Cat-5e ১০০ MHz ১ Gbps সাধারণ ল্যান
Cat-6 ২৫০ MHz ১০ Gbps গিগাবিট ইথারনেট

পরীক্ষার টিপস (Exam Tip): টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের কানেক্টরকে RJ45 (Registered Jack) বলা হয়। এটি দেখতে টেলিফোন কানেক্টরের (RJ11) চেয়ে একটু বড়। পরীক্ষায় প্রায়ই কানেক্টরের নাম জানতে চাওয়া হয়।

কো-এক্সিয়াল ক্যাবল (Coaxial Cable): গঠন ও ব্যবহারের বিস্তারিত

ডিশ টিভির সংযোগে বা সিসিটিভি (CCTV) ক্যামেরায় যে কালো রঙের মোটা তারটি দেখা যায়, সেটিই কো-এক্সিয়াল ক্যাবল। এর গঠন টুইস্টেড পেয়ারের চেয়ে সম্পূর্ণ ভিন্ন এবং অনেক মজবুত। একে "Co-axial" বলা হয় কারণ এতে দুটি পরিবাহী (Conductor) একই অক্ষ (Axis) বরাবর থাকে।

কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের ৪টি স্তর

গঠন প্রণালী

কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের চারটি প্রধান অংশ থাকে (ভেতর থেকে বাইরে):

  1. কোর (Core): এটি একেবারে কেন্দ্রে থাকা শক্ত তামার তার। এর মধ্য দিয়েই মূলত ডাটা বা সিগন্যাল প্রবাহিত হয়।
  2. ডাই-ইলেকট্রিক ইনসুলেটর (Dielectric Insulator): এটি কোরের চারপাশে থাকা সাদা রঙের প্লাস্টিক বা ফোমের আবরণ। এটি কোর এবং বাইরের জালিকে একে অপরের সংস্পর্শে আসতে বাধা দেয় এবং সিগন্যালকে কেন্দ্রে ধরে রাখে।
  3. মেটালিক ফয়েল বা ব্রেইডেড শিল্ড (Metallic Shield): এটি সরু তামার তারের জালি। এটি বাইরের বৈদ্যুতিক নয়েজ বা EMI থেকে ভেতরের ডাটাকে রক্ষা করে এবং আর্থিং (Earthing) হিসেবে কাজ করে।
  4. জ্যাকেট (Jacket): এটি সবার বাইরের প্লাস্টিকের আবরণ যা তারকে রোদ-বৃষ্টি ও আঘাত থেকে রক্ষা করে।

সংজ্ঞা (Definition): কো-এক্সিয়াল ক্যাবল হলো এমন একটি ক্যাবল যেখানে কেন্দ্রে একটি কঠিন তামার তার এবং তাকে ঘিরে অপরিবাহী স্তর, ধাতব জালি ও বাইরের জ্যাকেট থাকে, যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ডাটা পরিবহনে সক্ষম।

প্রকারভেদ (Types)

পুরুত্বের ওপর ভিত্তি করে এটি দুই প্রকার:
- থিননেট (Thinnet/10Base2): এটি সরু ও নমনীয়। এর ব্যাস ০.২৫ ইঞ্চি। এটি রিপিটার ছাড়া ১৮৫ মিটার পর্যন্ত ডাটা নিতে পারে।
- থিকনেট (Thicknet/10Base5): এটি বেশ মোটা ও ভারী। এর ব্যাস ০.৫ ইঞ্চি। এটি ৫০০ মিটার পর্যন্ত ডাটা নিতে পারে।

গুরুত্বপূর্ণ (Important):
কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের ডেটা ট্রান্সমিশন রেট ২০০ Mbps পর্যন্ত হতে পারে। এতে ব্যবহৃত কানেক্টরগুলো হলো:
- BNC Connector: সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।
- BNC T-Connector: নেটওয়ার্কের সাথে কম্পিউটার যুক্ত করতে লাগে।
- BNC Terminator: ক্যাবলের শেষ প্রান্তে সিগন্যাল শোষণের জন্য লাগে।

অপটিক্যাল ফাইবার: আলোর গতির প্রযুক্তি

এটি বর্তমান বিশ্বের সবচেয়ে দ্রুতগতির এবং শক্তিশালী মাধ্যম। লেকচারে 'পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন' এর ধারণাটি বলা হয়েছে, কিন্তু পরীক্ষায় ভালো করার জন্য এর বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা জানা জরুরি। অপটিক্যাল ফাইবার বৈদ্যুতিক সিগন্যালের পরিবর্তে আলোক সিগন্যাল (Light Pulse) ব্যবহার করে ডাটা আদান-প্রদান করে।

অপটিক্যাল ফাইবারের গঠন ও পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

সংজ্ঞা (Definition): অপটিক্যাল ফাইবার হলো সিলিকা কাঁচ (Silica Glass) বা স্বচ্ছ প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি অত্যন্ত সরু এক ধরণের তন্তু, যা ডাই-ইলেকট্রিক বা অপরিবাহী পদার্থ এবং যা পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection) পদ্ধতিতে আলোর গতিতে ডাটা আদান-প্রদান করে।

কাজের মূলনীতি: পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

আলোক রশ্মি যখন ঘন মাধ্যম থেকে হালকা মাধ্যমে প্রবেশ করার সময় ক্রান্তি কোণের (Critical Angle) চেয়ে বড় কোণে আপতিত হয়, তখন আলো প্রতিসরিত না হয়ে পুনরায় প্রথম মাধ্যমে ফিরে আসে। একে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন বলে।

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের জন্য দুটি শর্ত আবশ্যক:
১. আলোক রশিকে অবশ্যই ঘন মাধ্যম (Core) থেকে হালকা মাধ্যমে (Cladding) যেতে হবে। অর্থাৎ, কোরের প্রতিসরণাঙ্ক ($n_1$) ক্ল্যাডিং-এর প্রতিসরণাঙ্ক ($n_2$) এর চেয়ে বেশি হতে হবে।
$$n_1 > n_2$$
২. আপতন কোণ ক্রান্তি কোণের (Critical Angle) চেয়ে বড় হতে হবে।

গঠন
  1. কোর (Core): একেবারে ভেতরের অংশ যার ব্যাস ৮-১০০ মাইক্রন। এর রিফ্র্যাক্টিভ ইনডেক্স বা প্রতিসরণাঙ্ক সবচেয়ে বেশি (প্রায় ১.৫০)।
  2. ক্ল্যাডিং (Cladding): কোরের ওপরের কাঁচের আবরণ। এর প্রতিসরণাঙ্ক কোরের চেয়ে কম (প্রায় ১.৪৫), যাতে আলো প্রতিফলিত হয়ে কোরে ফিরে আসে।
  3. বাফার কোটিং (Buffer Coating): বাইরের প্লাস্টিক জ্যাকেট যা ফাইবারকে আর্দ্রতা ও আঘাত থেকে রক্ষা করে।
প্রকারভেদ (Types)

কোরের গঠন ও আলোর মোড অনুযায়ী অপটিক্যাল ফাইবার তিন ধরণের হয়:
১. স্টেপ ইনডেক্স মাল্টিমোড: কোরের প্রতিসরণাঙ্ক সব জায়গায় সমান থাকে। একসঙ্গে অনেকগুলো আলোক রশ্মি বা মোড চলতে পারে। দূরত্ব কম হলে ব্যবহৃত হয়।
২. গ্রেডেড ইনডেক্স মাল্টিমোড: কোরের প্রতিসরণাঙ্ক কেন্দ্র থেকে পরিধির দিকে কমতে থাকে। এতে ডাটা লস কম হয়।
৩. সিঙ্গেল মোড ফাইবার: কোর খুব সরু হয় (৮-১০ মাইক্রন)। কেবল একটি আলোক রশ্মি বা মোড চলাচল করে। এটি লেজার লাইট ব্যবহার করে এবং দীর্ঘ দূরত্বের জন্য (যেমন সাবমেরিন ক্যাবল) ব্যবহৃত হয়।

তুলনামূলক বিশ্লেষণ: কোনটি সেরা?

বৈশিষ্ট্য টুইস্টেড পেয়ার (UTP) কো-এক্সিয়াল অপটিক্যাল ফাইবার
মূল উপাদান তামা (Copper) তামা (Copper) কাঁচ বা প্লাস্টিক
সিগন্যাল টাইপ ইলেকট্রিক্যাল ইলেকট্রিক্যাল আলোক (Light)
ব্যান্ডউইথ ১০ Mbps - ১ Gbps ১০ Mbps - ২০০ Mbps (সাধারণত) ১০ Gbps - ১০০ Gbps+
দূরত্ব (রিপিটার ছাড়া) ১০০ মিটার ১৮৫ - ৫০০ মিটার ২ - ১০০+ কিলোমিটার
EMI/নয়েজ প্রভাব সবচেয়ে বেশি মাঝারি (শিল্ড থাকে বলে কম) নেই (একেবারে মুক্ত)
খরচ সবচেয়ে কম মাঝারি সবচেয়ে বেশি
নিরাপত্তা কম (ট্যাপ করা সহজ) মাঝারি সর্বোচ্চ (ট্যাপ করা কঠিন)

পরীক্ষার প্রস্তুতি: সৃজনশীল প্রশ্নের কৌশল (Exam Strategy)

সৃজনশীল প্রশ্নে (CQ) উদ্দীপক পড়ে বুঝতে হবে কোন ক্যাবলের কথা বলা হচ্ছে। নিচের 'কি-ওয়ার্ড' বা সংকেতগুলো মনে রাখলে সহজেই ধরা যাবে।

সৃজনশীল প্রশ্নের হ্যাকস:
- যদি উদ্দীপকে 'স্বচ্ছ', 'সরু কাঁচ', 'আলোর গতি', 'EMI মুক্ত', 'সবচেয়ে দ্রুত', 'সমুদ্রের তলদেশ' শব্দগুলো থাকে → উত্তর: অপটিক্যাল ফাইবার।
- যদি 'ডিস লাইন', 'টিভি নেটওয়ার্ক', 'তামার জালি', 'বজ্রপাতে টিভি নষ্ট হওয়া' (কারণ শিল্ডে ভোল্টেজ আসে) থাকে → উত্তর: কো-এক্সিয়াল ক্যাবল।
- যদি 'প্যাঁচানো তার', 'RJ45', 'সবচেয়ে সস্তা মাধ্যম', 'অফিসের ল্যান (LAN)' থাকে → উত্তর: টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল।

সাধারণ সৃজনশীল প্রশ্ন প্যাটার্ন

প্রশ্ন: উদ্দীপকের নেটওয়ার্কটি দ্রুতগতির ও নিরাপদ করতে কোন মাধ্যমটি উত্তম?
উত্তর: সাধারণত অপটিক্যাল ফাইবার। কারণ এতে ডাটা আলোর গতিতে চলে, ব্যান্ডউইথ অসীম প্রায় এবং এতে কোনো ইলেকট্রো-ম্যাগনেটিক নয়েজ বা ক্রসটক নেই। তাই এটি সবচেয়ে নিরাপদ ও দ্রুত।

গুরুত্বপূর্ণ পরিভাষা (Glossary)

পরিভাষা (Term) ব্যাখ্যা (Definition)
Attenuation দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে সিগন্যালের শক্তি কমে যাওয়া বা দুর্বল হয়ে যাওয়া।
EMI (Electromagnetic Interference) বাইরের চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে ডাটা সিগন্যালে নয়েজ বা সমস্যা তৈরি হওয়া।
Bandwidth প্রতি সেকেন্ডে যে পরিমাণ ডাটা স্থানান্তরিত হয় তার পরিমাপ।
Refractive Index (প্রতিসরণাঙ্ক) কোনো মাধ্যমের মধ্য দিয়ে আলো কতটা বাঁকা পথে যাবে বা গতি কমবে তার পরিমাপ। কোরের মান ক্ল্যাডিং-এর চেয়ে বেশি হতে হয়।
Splicing দুটি অপটিক্যাল ফাইবারকে জোড়া লাগানোর বিশেষ প্রক্রিয়া।

সংক্ষিপ্ত সারাংশ (Quick Revision):
- গাইডেড মিডিয়া মানেই তারযুক্ত মাধ্যম।
- টুইস্টেড পেয়ারে 'Twist' থাকে ক্রসটক কমানোর জন্য। কানেক্টর RJ45।
- কো-এক্সিয়ালে 'Mesh' বা জালি থাকে নয়েজ কমানোর জন্য। কানেক্টর BNC।
- অপটিক্যাল ফাইবার 'পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন' নীতিতে চলে। কোর > ক্ল্যাডিং (প্রতিসরণাঙ্ক)।
- দূরপাল্লা এবং হাই-স্পিড ডাটার জন্য ফাইবার অপটিক অপ্রতিদ্বন্দ্বী।

অনুশীলনের প্রশ্ন

সৃজনশীল প্রশ্ন

সৃজনশীল প্রশ্ন ১

উদ্দীপক: একটি বহুতল ভবনে ইন্টারনেট সংযোগ দেওয়ার জন্য মি. আকাশ এমন একটি তার ব্যবহার করলেন যা দামে সস্তা এবং স্থাপন করা সহজ, কিন্তু এতে ডাটা ট্রান্সমিশনে নয়েজ বা জ্যামিংয়ের সমস্যা দেখা দেয়। পরবর্তীতে তিনি ভবনের দুই ব্লকের মধ্যে নিরবচ্ছিন্ন সংযোগের জন্য মাটির নিচ দিয়ে কাঁচের তন্তুযুক্ত একটি ক্যাবল ব্যবহার করলেন যা আলোর গতিতে ডাটা আদান-প্রদান করতে পারে।

(ক) গাইডেড মিডিয়া কী?
(খ) কো-এক্সিয়াল ক্যাবল ডিস লাইনে কেন ব্যবহৃত হয়? ব্যাখ্যা কর।
(গ) উদ্দীপকে মি. আকাশের প্রথমে ব্যবহৃত ক্যাবলটির বর্ণনা দাও।
(ঘ) উদ্দীপকে উল্লিখিত পরবর্তী ক্যাবলটি (Fiber Optic) বর্তমান বিশ্বে যোগাযোগের মেরুদণ্ড—উক্তিটি বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

(ক) যে মাধ্যমে ডাটা আদান-প্রদানের জন্য নির্দিষ্ট তার বা ফিজিক্যাল মিডিয়া ব্যবহৃত হয় এবং সিগন্যাল একটি নির্দিষ্ট পথের মধ্য দিয়ে গমন করে, তাকে গাইডেড মিডিয়া (Guided Media) বা তারযুক্ত মাধ্যম বলে।

(খ) কো-এক্সিয়াল ক্যাবল ডিস লাইনে ব্যবহৃত হওয়ার প্রধান কারণ হলো এর উচ্চ ব্যান্ডউইথ এবং নয়েজ বা ইন্টারফিয়ারেন্স (Interference) রোধ করার ক্ষমতা। এই ক্যাবলে কপার তারের ওপর ইনসুলেশন এবং তার ওপর মেটাল বা কপার মেশ (জালি) থাকে, যা বাইরের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক নয়েজ থেকে সিগন্যালকে রক্ষা করে। ফলে ভিডিও সিগন্যাল বা ডিস লাইনের ডাটা দীর্ঘ দূরত্বে কোনো বিকৃতি ছাড়াই পাঠানো সম্ভব হয়।

(গ) উদ্দীপকে মি. আকাশ প্রথমে যে ক্যাবলটি ব্যবহার করেছেন তা হলো টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (Twisted Pair Cable)।
নিচে এর বর্ণনা দেওয়া হলো:
১. গঠন: এই ক্যাবলে দুটি কপার তার একে অপরের সাথে প্যাঁচানো অবস্থায় থাকে। সাধারণত ৪ জোড়া (৮টি) তার থাকে। প্রতিটি জোড়ায় একটি কমন রঙের তার এবং অন্যটি ভিন্ন রঙের স্ট্রাইপযুক্ত তার থাকে।
২. প্রকারভেদ: এটি দুই প্রকার— UTP (Unshielded Twisted Pair) এবং STP (Shielded Twisted Pair)। মি. আকাশ যেহেতু সস্তা ক্যাবল ব্যবহার করেছেন, এটি সম্ভবত UTP ক্যাবল।
৩. বৈশিষ্ট্য: এটি দামে সস্তা এবং স্থাপন করা সহজ। এর ব্যান্ডউইথ সাধারণত ১০ Mbps থেকে ১ Gbps পর্যন্ত হতে পারে।
৪. সমস্যা: উদ্দীপকে উল্লেখ করা হয়েছে যে এটিতে নয়েজের সমস্যা হয়। টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলে অ্যাটিনুয়েশন বা সিগন্যাল দুর্বল হয়ে যাওয়ার প্রবণতা বেশি এবং বাইরের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। সাধারণত ১০০ মিটারের বেশি দূরত্বে রিপিটার ছাড়া এটি ভালো কাজ করে না।

(ঘ) উদ্দীপকে উল্লিখিত পরবর্তী ক্যাবলটি হলো অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল (Optical Fiber Cable)। বর্তমান বিশ্বে যোগাযোগের মেরুদণ্ড হিসেবে এর গুরুত্ব অপরিসীম। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো:

  1. উচ্চ গতি ও ব্যান্ডউইথ: অপটিক্যাল ফাইবার আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন পদ্ধতিতে ডাটা ট্রান্সফার করে। ফলে এর গতি আলোর গতির কাছাকাছি এবং ব্যান্ডউইথ অত্যন্ত বেশি (Gbps থেকে Tbps পর্যন্ত)। এটি একসাথে প্রচুর পরিমাণ ডাটা পরিবহন করতে পারে, যা আধুনিক ইন্টারনেট ও ভিডিও স্ট্রিমিংয়ের জন্য অপরিহার্য।

  2. দূরত্ব ও ডাটা লস: কপার ক্যাবলের তুলনায় অপটিক্যাল ফাইবারে সিগন্যাল লস বা অ্যাটিনুয়েশন খুবই কম। ফলে রিপিটার ছাড়াই দীর্ঘ দূরত্বে (যেমন—এক দেশ থেকে অন্য দেশে) ডাটা পাঠানো যায়। সাবমেরিন ক্যাবল নেটওয়ার্কের মাধ্যমে বিশ্বব্যাপী সংযোগ স্থাপনে এটিই একমাত্র ভরসা।

  3. নিরাপত্তা ও নির্ভরযোগ্যতা: এটি কাঁচ বা প্লাস্টিক তন্তু দিয়ে তৈরি হওয়ায় বিদ্যুৎ পরিবাহী নয়। ফলে এতে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফিয়ারেন্স (EMI) বা বজ্রপাতের কোনো প্রভাব পড়ে না। এছাড়া এখান থেকে ডাটা চুরি করাও প্রায় অসম্ভব, যা যোগাযোগের নিরাপত্তা নিশ্চিত করে।

  4. আকার ও ওজন: এটি ওজনে হালকা এবং আকারে সরু, কিন্তু এর ক্ষমতা সাধারণ কপার ক্যাবলের চেয়ে হাজার গুণ বেশি।

উপসংহার: আধুনিক বিশ্বের ব্যাংকিং, ইন্টারনেট, টেলিযোগাযোগ এবং গ্লোবাল নেটওয়ার্কিং ব্যবস্থার পুরোটাই অপটিক্যাল ফাইবারের ওপর নির্ভরশীল। এর উচ্চ গতি, নির্ভরযোগ্যতা এবং বিশাল ডাটা ধারণক্ষমতার কারণেই একে বর্তমান বিশ্বের যোগাযোগের মেরুদণ্ড বলা হয়।

সৃজনশীল প্রশ্ন ২

উদ্দীপক: ‘সামিট কমিউনিকেশনস’ সাগরের নিচ দিয়ে এক দেশ থেকে অন্য দেশে ইন্টারনেট লাইন টেনে নিয়ে যাচ্ছে। এই তারটি অত্যন্ত শক্তিশালী এবং ডাটা লস নেই বললেই চলে। অন্যদিকে, স্থানীয় নেটওয়ার্কে ব্যবহারের জন্য এক ধরণের ক্যাবল রয়েছে যার কেন্দ্রে শক্ত কপার তার এবং চারপাশে জালিযুক্ত তারের আবরণ থাকে।

(ক) অপটিক্যাল ফাইবার কী?
(খ) টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলে তারগুলো প্যাঁচানো থাকে কেন?
(গ) উদ্দীপকে স্থানীয় নেটওয়ার্কের জন্য নির্দেশিত ক্যাবলটির গঠন বর্ণনা কর।
(ঘ) উদ্দীপকে সাগরের নিচ দিয়ে নেওয়া ক্যাবল এবং কপার ক্যাবলের মধ্যে কোনটি উত্তম? যুক্তিসহ বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

(ক) অপটিক্যাল ফাইবার হলো এক ধরণের সরু ও স্বচ্ছ কাঁচ বা প্লাস্টিকের তন্তু, যা ডাই-ইলেকট্রিক অন্তরক পদার্থ দিয়ে তৈরি এবং আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন প্রযুক্তি ব্যবহার করে আলোর গতিতে ডাটা আদান-প্রদান করে।

(খ) টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলে দুটি পরিবাহী তার পরস্পর প্যাঁচানো থাকে মূলত ক্রস-টক (Cross-talk) বা নয়েজ কমানোর জন্য। দুটি তারের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে যে চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়, প্যাঁচানোর ফলে তা একে অপরকে নিষ্ক্রিয় করে দেয়। এর ফলে বাইরের ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফিয়ারেন্স (EMI) থেকে সিগন্যাল সুরক্ষিত থাকে এবং ডাটা ট্রান্সমিশনে বাধার সৃষ্টি হয় না।

(গ) উদ্দীপকে স্থানীয় নেটওয়ার্কের জন্য নির্দেশিত ক্যাবলটি হলো কো-এক্সিয়াল ক্যাবল (Coaxial Cable)।
এর গঠন নিম্নরূপ:
১. সেন্টার কোর (Center Core): ক্যাবলের একদম কেন্দ্রে একটি শক্ত কপার তার থাকে, যার মধ্য দিয়ে মূলত ডাটা প্রবাহিত হয়।
২. ডাই-ইলেকট্রিক ইনসুলেটর (Dielectric Insulator): কপার কোরের চারপাশে একটি প্লাস্টিক বা ফোমের তৈরি অন্তরক বা ইনসুলেশন থাকে, যা কোরকে বাইরের জালি থেকে পৃথক রাখে এবং সিগন্যাল লস কমায়।
৩. মেটালিক শীল্ড বা জালি (Metallic Shield): ইনসুলেটরের ওপর তামার তারের জালি বা ফয়েল পেঁচানো থাকে। এটি গ্রাউন্ড হিসেবে কাজ করে এবং বাইরের নয়েজ বা ইন্টারফিয়ারেন্স থেকে ভিতরের সিগন্যালকে রক্ষা করে।
৪. আউটার জ্যাকেট (Outer Jacket): সবশেষে প্লাস্টিক বা রাবারের তৈরি একটি শক্ত আবরণ থাকে, যা পুরো ক্যাবলকে রোদ, বৃষ্টি এবং ভৌত আঘাত থেকে রক্ষা করে।

(ঘ) উদ্দীপকে সাগরের নিচ দিয়ে নেওয়া ক্যাবলটি হলো অপটিক্যাল ফাইবার এবং অন্যটি হলো সাধারণ কপার ক্যাবল (টুইস্টেড বা কো-এক্সিয়াল)। এই দুটির মধ্যে অপটিক্যাল ফাইবার নিঃসন্দেহে উত্তম। নিচে এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো:

  1. গতি: কপার ক্যাবলে ডাটা ইলেকট্রিক্যাল সিগন্যাল হিসেবে যায়, যার গতি কম এবং রোধের কারণে সিগন্যাল দুর্বল হয়। অন্যদিকে, অপটিক্যাল ফাইবারে ডাটা আলোক সিগন্যাল হিসেবে যায়, যার গতি অনেক বেশি এবং লস খুবই কম।

  2. ব্যান্ডউইথ: অপটিক্যাল ফাইবারের ব্যান্ডউইথ কপার ক্যাবলের তুলনায় অনেক বেশি। একটি ফাইবার দিয়ে হাজার হাজার কপার ক্যাবলের সমান ডাটা পাঠানো সম্ভব।

  3. নিরাপত্তা: কপার ক্যাবলে স্পার্কিং বা শর্ট সার্কিটের ঝুঁকি থাকে এবং এটি ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড দ্বারা প্রভাবিত হয়। অপটিক্যাল ফাইবার কাঁচ বা প্লাস্টিকের তৈরি হওয়ায় এতে আগুন ধরার ঝুঁকি নেই এবং এটি EMI মুক্ত।

  4. দূরত্ব: কপার ক্যাবলে সিগন্যাল নির্দিষ্ট দূরত্ব পর দুর্বল হয়ে যায় এবং এমপ্লিফায়ার প্রয়োজন হয়। অপটিক্যাল ফাইবারে রিপিটার ছাড়া প্রায় ১০০ কিলোমিটার পর্যন্ত ডাটা পাঠানো যায়।

  5. স্থায়িত্ব ও রক্ষণাবেক্ষণ: যদিও অপটিক্যাল ফাইবার স্থাপন ও রক্ষণাবেক্ষণ ব্যয়বহুল, তবুও দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহার এবং ডাটা আদান-প্রদানের বিশাল ক্ষমতার বিচারে এটি কপার ক্যাবলের চেয়ে সাশ্রয়ী এবং কার্যকর।

সুতরাং, উচ্চ গতি, নিরাপত্তা এবং দীর্ঘ দূরত্বে ডাটা প্রেরণের সক্ষমতার বিচারে কপার ক্যাবলের চেয়ে অপটিক্যাল ফাইবার বা সাগরের নিচ দিয়ে নেওয়া ক্যাবলটি উত্তম।

এমসিকিউ

১. কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের অংশ কয়টি?

ক) ২
খ) ৩
গ) ৪
ঘ) ৫

সঠিক উত্তর: গ) ৪

ব্যাখ্যা: কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের চারটি অংশ থাকে: ১. সেন্ট্রাল কপার কোর (ভিতরের পরিবাহী), ২. ডাই-ইলেকট্রিক ইনসুলেটর (অন্তরক), ৩. আউটার কন্ডাক্টর বা শিল্ড (তামার জালি), ৪. প্লাস্টিক জ্যাকেট (বাইরের আবরণ)।

২. অপটিক্যাল ফাইবার বা আলোকবাহী তারের কোরের ব্যাস কত মাইক্রন হতে পারে?

ক) ২-১০
খ) ৮-১০০
গ) ২০০-৫০০
ঘ) ১০০০-২০০০

সঠিক উত্তর: খ) ৮-১০০

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারের কোরের ব্যাস সাধারণত ৮ থেকে ১০০ মাইক্রন হয়ে থাকে। সিংগেল মোড ফাইবারের ক্ষেত্রে ৮-১০ মাইক্রন এবং মাল্টিমোড ফাইবারের ক্ষেত্রে ৫০-১০০ মাইক্রন হয়।

৩. টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের সাথে সাধারণত কোন কানেক্টর ব্যবহৃত হয়?

ক) RJ45
খ) BNC
গ) ST
ঘ) SC

সঠিক উত্তর: ক) RJ45

ব্যাখ্যা: টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (UTP/STP) ল্যান (LAN) নেটওয়ার্কে ব্যবহার করা হয় এবং এর সাথে RJ45 (Registered Jack 45) কানেক্টর যুক্ত থাকে।

৪. অপটিক্যাল ফাইবারের ক্ল্যাডিংয়ের প্রতিসরাঙ্ক কোরের প্রতিসরাঙ্কের তুলনায় কেমন হয়?

ক) বেশি
খ) কম
গ) সমান
ঘ) দ্বিগুণ

সঠিক উত্তর: খ) কম

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারের আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটার জন্য কোরের প্রতিসরাঙ্ক (Refractive Index) ক্ল্যাডিংয়ের চেয়ে বেশি হতে হয়। তাই ক্ল্যাডিংয়ের প্রতিসরাঙ্ক কম থাকে।

৫. 'Thinnet' বা থিননেট বলা হয় কোন ক্যাবলকে?

ক) 10Base5
খ) 10Base2
গ) 10BaseT
ঘ) 100BaseTX

সঠিক উত্তর: খ) 10Base2

ব্যাখ্যা: থিন ইথারনেট বা Thinnet হলো কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের একটি প্রকার, যাকে 10Base2 বলা হয়। এর ব্যাস কম এবং এটি ১৮৫ মিটার পর্যন্ত ডাটা পরিবহন করতে পারে।

৬. ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফিয়ারেন্স (EMI) মুক্ত ক্যাবল কোনটি?

ক) UTP
খ) STP
গ) Coaxial
ঘ) Optical Fiber

সঠিক উত্তর: ঘ) Optical Fiber

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারে ডাটা আলোর মাধ্যমে পরিবাহিত হয় এবং এতে কোনো বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় না। তাই এটি ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফিয়ারেন্স বা নয়েজ দ্বারা প্রভাবিত হয় না।

৭. অপটিক্যাল ফাইবারে আলোক উৎস হিসেবে কোনটি ব্যবহৃত হয়?

ক) LED
খ) LCD
গ) Transistor
ঘ) Resistor

সঠিক উত্তর: ক) LED

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারে ডাটা সিগন্যালকে আলোক সিগন্যালে রূপান্তর করার জন্য আলোক উৎস হিসেবে লেজার (LASER) অথবা এলইডি (LED - Light Emitting Diode) ব্যবহার করা হয়।

৮. কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের কানেক্টর কোনটি?

ক) RJ11
খ) RJ45
গ) BNC
ঘ) ST

সঠিক উত্তর: গ) BNC

ব্যাখ্যা: কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের সংযোগের জন্য বিএনসি (BNC - Bayonet Neill-Concelman) কানেক্টর ব্যবহৃত হয়। এছাড়া T-Connector এবং Terminator-ও ব্যবহৃত হয়।

৯. লোকাল এরিয়া নেটওয়ার্ক (LAN) তৈরিতে সবচেয়ে জনপ্রিয় ক্যাবল কোনটি?

ক) অপটিক্যাল ফাইবার
খ) কো-এক্সিয়াল ক্যাবল
গ) টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল
ঘ) টেলিফোন লাইন

সঠিক উত্তর: গ) টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল

ব্যাখ্যা: ল্যান বা লোকাল এরিয়া নেটওয়ার্কে সহজলভ্য, সস্তা এবং স্থাপনে সুবিধার কারণে টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (বিশেষ করে UTP Cat-5 বা Cat-6) সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

১০. অপটিক্যাল ফাইবারের সুবিধা কোনটি?

ক) দামে সস্তা
খ) সহজে বাঁকানো যায়
গ) ডাটা লস খুব কম
ঘ) নয়েজ বেশি

সঠিক উত্তর: গ) ডাটা লস খুব কম

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারের অ্যাটিনুয়েশন বা সিগন্যাল লস খুবই নগণ্য। ফলে এটি দীর্ঘ দূরত্বে রিপিটার ছাড়াই ডাটা পাঠাতে পারে।

১১. অপটিক্যাল ফাইবারের বৈশিষ্ট্য হলো—
i. আলোর গতিতে ডাটা ট্রান্সফার করে
ii. ওজনে হালকা এবং বিদ্যুৎ অপরিবাহী
iii. রক্ষণাবেক্ষণ খরচ খুব কম

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ক) i ও ii

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারের রক্ষণাবেক্ষণ এবং স্থাপন খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি এবং এর জন্য দক্ষ কারিগরের প্রয়োজন হয়। তাই iii সঠিক নয়।

১২. টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের প্রকারভেদ হলো—
i. UTP
ii. STP
iii. FTP

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ক) i ও ii

ব্যাখ্যা: টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল প্রধানত দুই প্রকার: ১. আনশিল্ডেড (UTP) এবং ২. শিল্ডেড (STP)।

১৩. কো-এক্সিয়াল ক্যাবল ব্যবহারের সুবিধা—
i. ট্রান্সমিশন লস কম
ii. ডাটা ট্রান্সফার রেট বেশি
iii. এনালগ ও ডিজিটাল উভয় ডাটা পাঠানো যায়

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii

ব্যাখ্যা: কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের ব্যান্ডউইথ টুইস্টেড পেয়ারের চেয়ে বেশি এবং এটি এনালগ (ভিডিও) ও ডিজিটাল উভয় ডাটা পরিবহনে সক্ষম।

নিচের উদ্দীপকটি পড়ে ১৪ ও ১৫ নং প্রশ্নের উত্তর দাও:
মি. রফিক তার অফিসের দুই ভবনের মধ্যে নেটওয়ার্ক স্থাপনের জন্য এমন একটি মাধ্যম বেছে নিলেন যা কাঁচের তন্তু দিয়ে তৈরি এবং ডাটা ট্রান্সমিশনে আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন নীতি ব্যবহার করে।

১৪. মি. রফিকের নির্বাচিত মাধ্যমটির নাম কী?

ক) কপার ক্যাবল
খ) অপটিক্যাল ফাইবার
গ) ইনফ্রারেড
ঘ) মাইক্রোওয়েভ

সঠিক উত্তর: খ) অপটিক্যাল ফাইবার

ব্যাখ্যা: উদ্দীপকে 'কাঁচের তন্তু' এবং 'আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন' এর কথা বলা হয়েছে, যা অপটিক্যাল ফাইবারের প্রধান বৈশিষ্ট্য।

১৫. মাধ্যমটির কোরের মূল উপাদান কী?

ক) সিলিকা বা কাঁচ
খ) তামা
গ) অ্যালুমিনিয়াম
ঘ) রাবার

সঠিক উত্তর: ক) সিলিকা বা কাঁচ

ব্যাখ্যা: অপটিক্যাল ফাইবারের কোর স্বচ্ছ কাঁচ (Silica Glass) অথবা স্বচ্ছ প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি হয়।

১৬. সাবমেরিন ক্যাবল (Submarine Cable) মূলত কোন ধরণের ক্যাবল?

ক) কো-এক্সিয়াল
খ) ফাইবার অপটিক
গ) টুইস্টেড পেয়ার
ঘ) সুপার কন্ডাক্টর

সঠিক উত্তর: খ) ফাইবার অপটিক

ব্যাখ্যা: সমুদ্রের তলদেশ দিয়ে আন্তঃমহাদেশীয় যোগাযোগের জন্য সাবমেরিন ক্যাবল ব্যবহৃত হয়, যা মূলত উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন মাল্টি-কোর অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল।

১৭. কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের 'Thicknet' এর পুরুত্ব কত ইঞ্চি?

ক) ০.২৫
খ) ০.৫
গ) ০.৭৫
ঘ) ১.০

সঠিক উত্তর: খ) ০.৫

ব্যাখ্যা: Thicknet বা 10Base5 কো-এক্সিয়াল ক্যাবলের ব্যাস প্রায় ০.৫ ইঞ্চি (১২.৭ মিমি) হয়ে থাকে, যা থিননেটের চেয়ে মোটা এবং ভারী।

১৮. UTP ক্যাবলের পূর্ণরূপ কী?

ক) Universal Twisted Pair
খ) Unshielded Twisted Pair
গ) Ultra Twisted Pair
ঘ) United Twisted Pair

সঠিক উত্তর: খ) Unshielded Twisted Pair

ব্যাখ্যা: UTP এর পূর্ণরূপ হলো Unshielded Twisted Pair। এতে তারের জোড়াগুলোর ওপর বাড়তি কোনো মেটালিক শিল্ড বা আবরণ থাকে না।

১৯. অপটিক্যাল ফাইবারের বাইরের জ্যাকেট কী দিয়ে তৈরি হয়?

ক) তামা
খ) লোহা
গ) প্লাস্টিক বা পলিমার
ঘ) কাঠ

সঠিক উত্তর: গ) প্লাস্টিক বা পলিমার

ব্যাখ্যা: বাইরের জ্যাকেটটি সাধারণত পলিইথিলিন, পলিউরেথেন বা পিভিসি (PVC) জাতীয় শক্ত প্লাস্টিক বা পলিমার দিয়ে তৈরি হয় যা ফাইবারকে বাহ্যিক আঘাত ও আর্দ্রতা থেকে রক্ষা করে।

২০. মাল্টিমোড ফাইবার অপটিক ক্যাবলের বৈশিষ্ট্য কোনটি?

ক) কোরের ব্যাস কম
খ) একসাথে একাধিক আলোক রশ্মি পাঠানো যায়
গ) দীর্ঘ দূরত্বের জন্য ব্যবহৃত হয়
ঘ) ডাটা লস একদম নেই

সঠিক উত্তর: খ) একসাথে একাধিক আলোক রশ্মি পাঠানো যায়

ব্যাখ্যা: মাল্টিমোড ফাইবারের কোরের ব্যাস বেশি (৫০-১০০ মাইক্রন) হওয়ায় এর মধ্য দিয়ে একসাথে একাধিক আলোক সংকেত বা মোড (Mode) পাঠানো সম্ভব। তবে এটি স্বল্প দূরত্বের (যেমন ২ কিমি) জন্য বেশি উপযোগী।

২১. নিচের কোনটি গাইডেড মিডিয়া নয়?

ক) ফাইবার অপটিক
খ) টুইস্টেড পেয়ার
গ) রেডিও ওয়েভ
ঘ) কো-এক্সিয়াল ক্যাবল

সঠিক উত্তর: গ) রেডিও ওয়েভ

ব্যাখ্যা: গাইডেড মিডিয়া বা তারযুক্ত মাধ্যম হলো ফাইবার অপটিক, টুইস্টেড পেয়ার ও কো-এক্সিয়াল ক্যাবল। রেডিও ওয়েভ হলো আনগাইডেড বা তারবিহীন মাধ্যম।

২২. অপটিক্যাল ফাইবারের ব্যান্ডউইথ সাধারণত কত হয়?

ক) Kbps
খ) Mbps
গ) Gbps
ঘ) Tbps

সঠিক উত্তর: গ) Gbps

ব্যাখ্যা: বর্তমানে অপটিক্যাল ফাইবারের ব্যান্ডউইথ সাধারণত গিগাবিট পার সেকেন্ড (Gbps) রেঞ্জে হয়ে থাকে। তবে আধুনিক প্রযুক্তিতে এটি টেরাবিট (Tbps) পর্যন্তও পৌঁছাতে পারে।

২৩. ডিস এন্টেনা (Dish Antenna) থেকে টিভিতে সংযোগের জন্য কোন ক্যাবল ব্যবহৃত হয়?

ক) UTP Cat6
খ) Coaxial Cable
গ) Fiber Optic
ঘ) STP Cable

সঠিক উত্তর: খ) Coaxial Cable

ব্যাখ্যা: স্যাটেলাইট টিভি বা ক্যাবল টিভি নেটওয়ার্কে ভিডিও সিগন্যাল পরিবহনের জন্য কো-এক্সিয়াল ক্যাবল (যেমন RG-6 বা RG-59) ব্যবহৃত হয়।

২৪. টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবলের সর্বোচ্চ দৈর্ঘ্য (প্রতি সেগমেন্টে) কত?

ক) ৫০ মিটার
খ) ১০০ মিটার
গ) ১৮৫ মিটার
ঘ) ৫০০ মিটার

সঠিক উত্তর: খ) ১০০ মিটার

ব্যাখ্যা: ইথারনেট নেটওয়ার্কে UTP বা STP ক্যাবলের একটি সেগমেন্টের দৈর্ঘ্য সর্বোচ্চ ১০০ মিটার হতে পারে। এর বেশি দূরত্বের জন্য রিপিটার বা সুইচ প্রয়োজন হয়।

২৫. অপটিক্যাল ফাইবারের কোরের মধ্য দিয়ে আলো কীভাবে সামনের দিকে অগ্রসর হয়?

ক) প্রতিসরণ
খ) প্রতিফলন
গ) পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
ঘ) বিচ্ছুরণ

সঠিক উত্তর: গ) পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

ব্যাখ্যা: আলোক রশ্মি যখন ঘন মাধ্যম (কোর) থেকে হালকা মাধ্যমে (ক্ল্যাডিং) যাওয়ার সময় সংকট কোণের চেয়ে বড় কোণে আপতিত হয়, তখন আলো প্রতিসরিত না হয়ে পুনরায় কোরে ফিরে আসে। একে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection) বলে। এভাবেই আলো ফাইবারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়।