পরীক্ষণ নং: ০১ (Experiment No.: 01)

পরীক্ষণের নাম: শিল্প পরিভাষা এবং ব্রডব্যান্ড প্রযুক্তি (Industry Terminology & Broadband Technology)

• ১. লক্ষ্য (AIM): অপটিক্যাল ফাইবার শিল্পের মৌলিক পরিভাষাগুলোর সাথে পরিচিত হওয়া এবং গ্লোবাল ও ভারতের অভ্যন্তরীণ ব্রডব্যান্ড বাজারে এর বাস্তব প্রয়োগক্ষেত্র পর্যালোচনা করা।
• ২. উদ্দেশ্য (Objective): অপটিক্যাল ফাইবার শিল্পের বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ পরিভাষা (Terminology) সনাক্ত করা, তালিকা তৈরি করা এবং ব্রডব্যান্ড শিল্পে (গ্লোবাল ও ভারতীয় বাজারে) ফাইবার অপটিক প্রযুক্তির ব্যবহার প্রদর্শন করা ।
• ৩. তত্ত্ব (Theory): টেলিকমিউনিকেশন ক্ষেত্রে ব্রডব্যান্ড বলতে উচ্চ গতিসম্পন্ন ডেটা ট্রান্সমিশন এবং প্রশস্ত ব্যান্ডউইথকে বোঝায় । সাধারণত ২৪৮ kbps বা তার বেশি গতিসম্পন্ন ইন্টারনেট সংযোগকে ব্রডব্যান্ড বলা হয় । অপটিক্যাল ফাইবার প্রযুক্তি তড়িতের পরিবর্তে আলোর কণা (Photon) ব্যবহার করে কাচ বা প্লাস্টিকের সূক্ষ্ম সুতার মধ্য দিয়ে অত্যন্ত দ্রুতগতিতে ডেটা প্রেরণ করে ।
• ৪. প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি (Apparatus Used):
  1. বিভিন্ন প্রকার ব্রডব্যান্ড মোডেম ও ক্যাবল নমুনা (Cable/DSL Modem, FTTH Patch Cords) ।
  2. অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল চার্ট ও ডায়াগ্রাম ।
• ৫. অপটিক্যাল ফাইবার শিল্পের গুরুত্বপূর্ণ পরিভাষা:
  • Core (কোর): ফাইবার ক্যাবলের কেন্দ্রস্থলে অবস্থিত অত্যন্ত সূক্ষ্ম কাচ বা প্লাস্টিকের তৈরি অংশ যার মধ্য দিয়ে আলো প্রবাহিত হয় 。
  • Cladding (ক্ল্যাডিং): কোরকে পরিবেষ্টিত করে রাখা কাচ বা প্লাস্টিকের বাইরের স্তর, যা আলোকে প্রতিফলিত করে পুনরায় কোরের ভেতরে ফেরত পাঠায় ।
  • Bandwidth (ব্যান্ডউইথ): একটি নির্দিষ্ট সময়ে কোনো একটি তথ্য আদান-প্রদানকারী মাধ্যমের ডেটা বহনের সর্বোচ্চ ক্ষমতা ।
  • FTTH (ফাইবার টু দ্য হোম): সরাসরি কেন্দ্রীয় নেটওয়ার্ক থেকে ব্যক্তিগত বাড়ি বা ব্যবসায়িক প্রতিষ্ঠান পর্যন্ত অপটিক্যাল ফাইবার লাইনের সংযোগ স্থাপন করা ।
• ৬. পর্যবেক্ষণ ও ব্রডব্যান্ড বাজারের विश्लेषण টেবিল:
  

  অঞ্চল / দেশ	মূল লক্ষ্যমাত্রা ও কভারেজ বিশ্লেষণ
  ইউনাইটেড স্টেটস (U.S.)	ন্যূনতম ডাউনলোড স্পিড লক্ষ্যমাত্রা 25 Mbps । ১০০ মিলিয়ন পরিবার কভারেজ লক্ষ্যমাত্রা ।
  চীন (China)	শহরাঞ্চলে 50 Mbps / গ্রামাঞ্চলে 12 Mbps । ৯৮% প্রশাসনিক গ্রাম ব্রডব্যান্ডের আওতায় আনা ।
  ভারত (India)	ডিজিটাল ইন্ডিয়া উদ্যোগের অধীনে ৬,০০,০০০ গ্রামকে ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্কের মাধ্যমে সংযুক্ত করার লক্ষ্য ।

চিত্র ১.১: ব্রডব্যান্ড কমিউনিকেশন সিস্টেমের ব্লক চিত্র

৭. আলোচনা ও সিদ্ধান্ত (Discussion & Conclusion): এই পরীক্ষার মাধ্যমে আমরা সফলভাবে অপটিক্যাল ফাইবার শিল্পের মূল শব্দসমূহ এবং ব্রডব্যান্ড বাজারের প্রয়োগিক বিস্তার বুঝতে সক্ষম হলাম 。

পরীক্ষণ নং: ০২ (Experiment No.: 02)

পরীক্ষণের নাম: ডেটা যোগাযোগ প্রক্রিয়া (The Data Communication Process)

• ১. লক্ষ্য (AIM): একটি আদেশ ডেটা কমুনিকেশন সিস্টেমের প্রধান উপাদানসমূহ চিহ্নিত করা এবং বিভিন্ন প্রকার ডিজিটাল মাল্টিমিডিয়া ডেটার ট্রান্সমিশন স্পিড পর্যবেক্ষণ করা।
• ২. উদ্দেশ্য (Objective): ডেটা যোগাযোগ প্রক্রিয়া ব্যবহারিক প্রদর্শন করা; বিভিন্ন প্রকার ডেটা বা তথ্যের ফর্ম্যাট সনাক্ত করে তালিকাভুক্ত করা এবং নেটওয়ার্কে তাদের যাতায়াতের গতি (Communication Speed) পর্যবেক্ষণ করা 。
• ৩. তত্ত্ব (Theory): ডেটা কমুনিকেশন হলো কম্পিউটিং ডিভাইসের মাধ্যমে ডিজিটাল ডেটা বা তথ্যের আদান-প্রদান প্রক্রিয়া । এর কার্যকারিতা ৩টি মূল বৈশিষ্ট্যের ওপর নির্ভর করে: ডেলিভারি, নির্ভুলতা এবং সময়ানুবর্তিতা । ডেটা কমুনিকেশনের ৫টি প্রধান উপাদান রয়েছে: প্রেরক, গ্রাহক, মাধ্যম, বার্তা এবং প্রোটোকল (নিয়মনীতি) 。
• ৪. বিভিন্ন ডেটা ফর্ম্যাট এবং স্পিড পর্যবেক্ষণ ছক:
  

  ডেটা ফর্ম্যাট (Data Format)	সংরক্ষণ পদ্ধতি ও স্পিড পর্যবেক্ষণ
  টেক্সট ও সংখ্যা	বিটের প্যাটার্ন (Binary 0 and 1) হিসেবে সংরক্ষিত হয় । ফাইবারে অত্যন্ত দ্রুত স্থানান্তরিত হয় ।
  ইমেজ (ছবি)	পিক্সেল ম্যাট্রিক্স আকারে থাকে (যেমন- .jpg, .png) । ফাইলের আকারের ওপর ভিত্তি করে দ্রুত আপলোড/ডাউনলোড হয় ।
  অডিও (শব্দ)	অনবরত বা কন্টিনিউয়াস ভয়েস ডেটা তরঙ্গ । ফাইবারে রিয়েল-টাইম ট্রান্সমিশন ঘটে ।
  ভিডিও (চলচ্চিত্র)	হাই-ডেফিনিশন ফ্রেমের সিকোয়েন্স । এর জন্য সর্বোচ্চ ব্যান্ডউইথ প্রয়োজন যা অপটিক্যাল ফাইবারে বাফারিং ছাড়াই অতি দ্রুত স্ট্রিম হয় ।

চিত্র ২.১: একটি ডেটা কমুনিকেশন সিস্টেমের বিভিন্ন উপাদান

৫. আলোচনা ও সিদ্ধান্ত (Discussion & Conclusion): কম্পিউটারের ডিজিটাল ডেটা স্থানান্তরের জন্য সিগন্যাল ট্রান্সলেটর বা মোডেমের ব্যবহার এই ল্যাবে দেখা হয়েছে । অপটিক্যাল ফাইবার একই সাথে উভয় দিকে উচ্চ গতিতে বিপুল পরিমাণ মাল্টিমিডিয়া ডেটা (টেক্সট, অডিও, ভিডিও) নির্ভুলভাবে পাঠাতে সক্ষম, যা আমরা সফলভাবে পর্যবেক্ষণ করলাম ।

পরীক্ষণ নং: ০৩ (Experiment No.: 03)

পরীক্ষণের নাম: ট্রান্সমিশন মিডিয়া বা মাধ্যম সনাক্তকরণ (Transmission Media Identification)

• ১. লক্ষ্য (AIM): কপার ওয়্যার, কোঅক্সিয়াল এবং ফাইবার অপটিক ক্যাবলের ভৌত কাঠামো পর্যবেক্ষণ করে তাদের অভ্যন্তরীণ পার্থক্য ও সুবিধা সনাক্ত করা।
• ২. উদ্দেশ্য (Objective): টেলিকমিউনিকেশনে ব্যবহৃত বিভিন্ন ধরণের গাইডেড (তারযুক্ত) কমুনিকেশন কেবল এবং ট্রান্সমিশন মিডিয়া (কপার ওয়্যার, কোঅক্সিয়াল কেবল এবং ফাইবার অপটিক্স) সশরীরে পরীক্ষা করে সনাক্ত করা ।
• ৩. তত্ত্ব (Theory): ট্রান্সমিশন মিডিয়া হলো এমন একটি পথ যার সাহায্যে সিগন্যাল এক স্থান থেকে অন্য স্থানে পরিবাহিত হয় । গাইডেড (Guided/Wired) মিডিয়াতে সিগন্যাল নির্দিষ্ট ভৌত তারের পথ অনুসরণ করে । প্রধান তিন প্রকার গাইডেড কেবল হলো টুয়িস্টেড পেয়ার কেবল, কোঅক্সিয়াল কেবল এবং অপটিক্যাল ফাইবার কেবল ।
• ৪. ল্যাবে পরীক্ষিত গাইডেড ট্রান্সমিশন মিডিয়ার সনাক্তকরণ ছক:
  1. টুয়িস্টেড পেয়ার কেবল (Twisted Pair Cable): দুটি অন্তরক কপার বা তামার তার নিয়মিত সর্পিল আকারে প্যাঁচানো থাকে । তার প্যাঁচানোর ফলে ক্রশটক (Crosstalk) হ্রাস পায় । সাধারণ টেলিকম ও ল্যানে (LAN) ব্যবহৃত হয় ।
  2. কোঅক্সিয়াল কেবল (Coaxial Cable): কেন্দ্রীয় কপার কন্ডাক্টর, ডাই-ইলেকট্রিক ইনসুলেটর, ধাতব শিল্ড এবং বাইরের জ্যাকেট নিয়ে গঠিত । সাধারণত ডিশ টিভি এবং ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেটে ব্যবহৃত হয় 。
  3. অপটিক্যাল ফাইবার কেবল (Optical Fibre Cable – OFC): কাচ বা প্লাস্টিকের সূক্ষ্ম কোর ও ক্ল্যাডিং নিয়ে গঠিত 。 এটি আলোর গতিতে অতি উচ্চ ব্যান্ডউইথ ডেটা পরিবহন করে এবং তড়িৎ-চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপ (EMI) থেকে সম্পূর্ণ মুক্ত ।

চিত্র ২.৭: ট্রান্সমিশন মিডিয়া বা মাধ্যমের শ্রেণীবিভাগ ছক

৫. আলোচনা ও সিদ্ধান্ত (Discussion & Conclusion): ভৌত নমুনাগুলো কেটে তাদের ভেতরের স্তরগুলো পৃথক করে পর্যবেক্ষণ করা হলো । দেখা গেল যে অপটিক্যাল ফাইবার ধাতুবিহীন হওয়ায় এতে কোনো জং ধরা বা ইলেকট্রিক্যাল সিগন্যাল ক্ষয়ের ঝুঁকি নেই, যা একে আধুনিক দূরপাল্লার যোগাযোগের জন্য সর্বোত্তম মাধ্যম হিসেবে প্রমাণ করে ।

পরীক্ষণ নং: ০৪ (Experiment No.: 04)

পরীক্ষণের নাম: অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের মূল নীতি ও আলোর সূত্র (Principles of Fiber Optic Communication & Light Theory)

• ১. লক্ষ্য (AIM): আলোর প্রতিফলন, প্রতিসরণ এবং বিশেষত অভ্যন্তরীণ পূর্ণ প্রতিফলনের (TIR) ঘটনাটি ব্যবহারিক পরীক্ষার মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ করা।
• ২. উদ্দেশ্য (Objective): আলোর প্রতিফলন, প্রতিসরণ এবং অভ্যন্তরীণ পূর্ণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection) এর মৌলিক সূত্রগুলো প্রদর্শন করা 。
• ৩. তত্ত্ব (Theory):
  • প্রতিফলন (Reflection): আপতন কোণ এবং প্রতিফলন কোণ সর্বদা সমান হয় ।
  • প্রতিসরণ (Refraction): আলো যখন এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবেশ করে, তখন এর গতিপথ পরিবর্তিত বা বেঁকে যায় ।
  • অভ্যন্তরীণ পূর্ণ প্রতিফলন (TIR): আলো যখন ঘন মাধ্যম (কোর) থেকে লঘু মাধ্যমে (ক্ল্যাডিং) যাওয়ার সময় আপতন কোণের মান সংকট কোণের (Critical Angle) চেয়ে বড় হয়, তখন আলো প্রতিসরিত না হয়ে সম্পূর্ণভাবে ঘন মাধ্যমে প্রতিফলিত হয় । অপটিক্যাল ফাইবারে আলোর এই ধর্ম ব্যবহার করেই আলোক রশ্মিকে কোরের ভেতরে আটকে রেখে বহুদূরে পাঠানো হয় ।
• ৪. ক্রান্তি কোণের গাণিতিক সমীকরণ:

• ৫. ল্যাব পরীক্ষার কার্যপ্রণালী ও পর্যবেক্ষণ: একটি জলভর্তি স্বচ্ছ পাত্রের একপাশে ছোট ছিদ্র করে জলধারা তৈরি করা হলো। ছিদ্রের বিপরীতে একটি লেজার লাইট সোর্স (Laser Pointer) তাক করে আলোক রশ্মি জলের ধারার মধ্য দিয়ে প্রবেশ করানো হলো 。
  পর্যবেক্ষণ: দেখা গেল লেজার আলোটি সোজা না গিয়ে জলের বাঁকা ধারার সাথে সাথে বেঁকে নিচে পড়ছে। এটি জলের দেয়ালে আলোর অভ্যন্তরীণ পূর্ণ প্রতিফলনের ফলেই ঘটেছে 。

*চিত্র ৩.১১: আলোক রশ্মির সংকট কোণ এবং অভ্যন্তরীণ পূর্ণ প্রতিফলন (TIR)*

৬. আলোচনা ও সিদ্ধান্ত (Discussion & Conclusion): এই পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণিত হলো যে আলোর রশ্মিকে সংকট কোণের চেয়ে বড় কোণে ইনজেক্ট করলে তা ফাইবারের কোর অংশের মধ্য দিয়ে পূর্ণ প্রতিফলিত হয়ে দীর্ঘ দূরত্ব অতিক্রম করতে পারে ।

পরীক্ষণ নং: ০৫ (Experiment No.: 05)

পরীক্ষণের নাম: ফাইবারের সিগন্যাল লস পর্যবেক্ষণ ও পরিমাপ (Observing Fiber Losses)

• ১. লক্ষ্য (AIM): অপটিক্যাল ফাইবারে সিগন্যাল হ্রাস পাওয়ার প্রধান কারণগুলো নির্ণয় করা এবং পাওয়ার মিটারের সাহায্যে বিভিন্ন ফাইবার লিঙ্কের লস বা অ্যাটেন্যুয়েশন পরিমাপ করা।
• ২. উদ্দেশ্য (Objective): অপটিক্যাল ফাইবারের মধ্য দিয়ে আলো যাতায়াতের সময় সিগন্যালের দুর্বল হয়ে যাওয়া (Attenuation) এবং স্পন্দন বা পালসের ছড়িয়ে পড়া (Dispersion) পর্যবেক্ষণ ও পরিমাপ করা 。
• ৩. তত্ত্ব (Theory):
  • অ্যাটেন্যুয়েশন (Attenuation): ফাইবার লাইনের দৈর্ঘ্য বরাবর আলোর তীব্রতা বা শক্তি ক্রমান্বয়ে হ্রাস পাওয়ার প্রক্রিয়া । এটি মূলত শোষণ (Absorption), স্ক্যাটারিং (Scattering) এবং বাঁকজনিত লস (Bend Loss) এর কারণে ঘটে । একে ডেসিবেল প্রতি কিলোমিটার ($dB/km$) এককে মাপা হয় ।
  • ডিসপারসন (Dispersion): ফাইবারের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলোক পালস বা সংকেতের সময়ের সাথে সাথে চওড়া বা ছড়িয়ে পড়ার ঘটনা । এর ফলে ডিজিটাল বিটগুলো একে অপরের ওপর ওভারল্যাপ করে ডেটা ত্রুটি (Bit Error) তৈরি করে ।
• ৪. ল্যাব অ্যাক্টিভিটি ও পাওয়ার মিটার টেস্ট ছক:
  

  টেস্ট নং ও ফাইবারের ধরণ	ইনপুট পাওয়ার	আউটপুট পাওয়ার	মোট লস ও মন্তব্য
  টেস্ট ১: সিঙ্গেল-মোড ফাইবার ১ কিমি	-২০.০০ dBm	-২০.৩৫ dBm	০.৩৫ dB (অত্যন্ত কম লস)
  টেস্ট ২: মাল্টি-মোড ফাইবার ১ কিমি	-২০.০০ dBm	-২২.১০ dBm	২.১০ dB (সিঙ্গেল মোডের চেয়ে লস বেশি)
  টেস্ট ৩: তীব্র বাঁকানো ফাইবার	-২০.০০ dBm	-২৫.৫০ dBm	৫.৫০ dB (উচ্চ বাঁকজনিত ম্যাক্রো-ব্যান্ড লস)

চিত্র : অপটিক্যাল ফাইবারে অ্যাটেন্যুয়েশন এবং ডিসপারসনের প্রভাবের লক্ষ্যমাত্রা

৫. আলোচনা ও সিদ্ধান্ত (Discussion & Conclusion): পরীক্ষায় দেখা গেল যে ফাইবার ক্যাবল অতিরিক্ত বাঁকানো হলে (Bending) আলোর সিগন্যাল ক্ল্যাডিং দিয়ে বাইরে বেরিয়ে যায় ও লস আশঙ্কাজনকভাবে বেড়ে যায় । পাওয়ার মিটার এবং ওটিডিআর (OTDR) ট্রেসের মাধ্যমে এই লসগুলো সফলভাবে পরিমাপ ও বিশ্লেষণ করা সম্ভব হলো 。