Communication Systems & Networking

কমিউনিকেশন সিস্টেমস ও নেটওয়ার্কিং

1. Concept of Data Communication / ডেটা কমিউনিকেশনের ধারণা

Data Communication is the safe and reliable exchange of data between a sender and a receiver via a transmission medium.
ডেটা কমিউনিকেশন: একটি ট্রান্সমিশন মাধ্যমের সাহায্যে প্রেরক ও গ্রাহকের মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে ডেটা আদান-প্রদান করাকে ডেটা কমিউনিকেশন বলে।
Source ➔ Transmitter ➔ Medium (Noise) ➔ Receiver ➔ Destination
উৎস ➔ প্রেরক ➔ মাধ্যম (নয়েজ) ➔ প্রাপক ➔ গন্তব্য
Component উপাদান NCTB Examples বোর্ড বইয়ের উদাহরণ
1. Source (উৎস): Generates data.
ডেটা তৈরি করে।
Microphone, Camera, Keyboard.
মাইক্রোফোন, ক্যামেরা, কীবোর্ড।
2. Transmitter (প্রেরক): Converts data to signals.
ডেটাকে সিগন্যালে রূপান্তর করে।
Radio/TV Station, Telephone, Modem, Router.
বেতার/টিভি কেন্দ্র, টেলিফোন, মডেম, রাউটার।
3. Medium (মাধ্যম): Path for signals (can add Noise).
যে পথ দিয়ে সিগন্যাল যায় (নয়েজ যুক্ত হতে পারে)।
Fiber Optic Cable, Radio Wave, Microwave.
ফাইবার অপটিক কেবল, রেডিও/মাইক্রোওয়েভ।
4. Receiver (প্রাপক): Receives and converts signal back.
মাধ্যম থেকে সিগন্যাল গ্রহণ করে পুনরায় ডেটায় রূপান্তর করে।
Telephone Exchange, Modem, Router.
টেলিফোন এক্সচেঞ্জ, মডেম, রাউটার।
5. Destination (গন্তব্য): Final endpoint of data.
যেখানে ডেটা চূড়ান্তভাবে পৌঁছায়।
Loudspeaker, Telephone, Computer.
লাউড স্পিকার, টেলিফোন, কম্পিউটার।

2. Data Transmission Speed / ব্যান্ডউইথ

Bandwidth: The amount of data transferred per second. Usually measured in bps, kbps, Mbps, Gbps. 1 Byte = 8 bits, so 1 MBps = 8 Mbps.
ব্যান্ডউইথ: প্রতি সেকেন্ডে স্থানান্তরিত ডেটার পরিমাণ। এর একক bps, kbps, Mbps, Gbps. ১ বাইট = ৮ বিট, তাই ১ MBps = ৮ Mbps।
Type প্রকার Speed গতি Characteristics & Usage বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার
Narrowband
ন্যারোব্যান্ড
 45 bps to 300 bps
Used in slow transmission. Sub-voice band. Telegraphy, Walkie-talkie (Two-way radio).
ধীরগতির ট্রান্সমিশন। সাব-ভয়েস ব্যান্ড। টেলিগ্রাফি ও ওয়াকি-টকি (Two-way radio) তে ব্যবহৃত।
Voiceband
ভয়েসব্যান্ড
 Up to 9600 bps
Standard for telecommunications, computer to printer, card readers.
টেলিকমিউনিকেশনে ব্যাপক ব্যবহৃত। পেরিফেরাল ডিভাইস (প্রিন্টার, কার্ড রিডার)।
Broadband
ব্রডব্যান্ড
 1 Mbps to 1 Gbps
Known as wide band. Used in submarine cables, satellites, microwaves.
ওয়াইড ব্যান্ড নামে পরিচিত। সাবমেরিন, স্যাটেলাইট ও মাইক্রোওয়েভে ব্যবহৃত।

3. Data Transmission Method / ডেটা ট্রান্সমিশন মেথড

Serial vs Parallel (সিরিয়াল ও প্যারালাল ট্রান্সমিশন)

Serial Transmission: Data bits are sent one after another over a single line. 1 bit per clock pulse. Slow, cheap, used for long distances. Needs clock pulses & bit synchronization.
সিরিয়াল ট্রান্সমিশন: ১টি তার দিয়ে এক এক করে বিট পাঠানো হয়। প্রতি ক্লক পালসে ১ বিট যায়। ধীরগতি, সস্তা, অধিক দূরত্বে ব্যবহৃত। ক্লক পালস ও বিট সিনক্রোনাইজেশন লাগে।
Parallel Transmission: All bits of a character (8 bits) are sent together at the same time over multiple lines. Fast, expensive, used for short distances.
প্যারালাল ট্রান্সমিশন: সবগুলো বিট একসাথে সমান্তরালভাবে (৮ বিট) পাঠানো হয়। উচ্চগতি, ব্যয়বহুল, স্বল্প দূরত্বে ব্যবহৃত।

Classification of Serial Transmission (সিরিয়াল ট্রান্সমিশনের প্রকারভেদ)

Feature / বৈশিষ্ট্য Asynchronous (অ্যাসিনক্রোনাস) Synchronous (সিনক্রোনাস) Isochronous (আইসোসিনক্রোনাস)
Data Unit
ডেটার আকার
Character by character.
ক্যারেক্টার বাই ক্যারেক্টার।
Block by block.
ব্লক আকারে।
Blocks (Mixed method).
ব্লক আকারে (মিশ্র পদ্ধতি)।
Overhead Bits
অতিরিক্ত বিট
Start and End bit needed.
স্টার্ট ও স্টপ বিট লাগে।
Header and Trailer needed.
হেডার ও ট্রেইলর লাগে।
Uses Async start/stop bits.
স্টার্ট ও স্টপ বিট লাগে।
Primary Storage
স্টোরেজ/মেমোরি
Not needed.
প্রয়োজন নেই।
Needed in sender station.
প্রেরক স্টেশনে প্রয়োজন।
Not needed.
প্রয়োজন নেই।
Efficiency & Speed
গতি ও দক্ষতা
Less skilled, slow speed.
দক্ষতা ও গতি কম।
More skilled, very high speed.
দক্ষতা ও গতি বেশি।
Used for Real-time multimedia (audio/video calls).
রিয়েল টাইম মাল্টিমিডিয়া (অডিও/ভিডিও কল)।

4. Data Transmission Mode / ডেটা ট্রান্সমিশন মোড

Live Simulation: Directional Modes
A
Simplex (1-Way)
B
A
Half-Duplex (1 at a time)
B
A
Full-Duplex (Simultaneous)
B

A. Based on Direction (প্রবাহের দিকের ওপর ভিত্তি করে)

  • Simplex: Data transmits in one direction only. Ex: Keyboard, Mouse, Radio, TV.
  • Half-Duplex: Bidirectional, but not at the same time. Special circuits avoid collisions. Ex: Walkie-Talkie (Two-way radio), Fax, SMS.
  • Full-Duplex: Both devices simultaneously transmit and receive. Ex: Telephone, Mobile networks.
  • সিমপ্লেক্স: শুধু একদিকে ডেটা পাঠানো সম্ভব (একমুখী)। যেমন: কীবোর্ড, রেডিও, টিভি।
  • হাফ-ডুপ্লেক্স: দুইদিকেই পাঠানো সম্ভব, তবে একসাথে নয়। সংঘর্ষ এড়াতে বিশেষ সার্কিট থাকে। যেমন: ওয়াকি-টকি (Two-way radio), ফ্যাক্স, এসএমএস।
  • ফুল-ডুপ্লেক্স: একই সময়ে উভয় দিকে ডেটা প্রেরণ ও গ্রহণ সম্ভব। যেমন: টেলিফোন, মোবাইল ফোন।

B. Data Delivery/Distribution Mode (প্রাপকের সংখ্যার ওপর ভিত্তি করে)

  • Unicast: 1 transmitter to 1 receiver (Simplex, Half, or Full Duplex). Ex: Pager, Walkie-talkie (Two-way radio), Single SMS.
  • Broadcast: 1 transmitter to ALL receivers (Simplex only). Ex: Radio, Television.
  • Multicast: 1 transmitter to granted access receivers (Half or Full Duplex). Ex: Video conferencing, Chatting.
  • ইউনিকাস্ট: ১ জন প্রেরক থেকে ১ জন গ্রাহক (সিমপ্লেক্স/হাফ/ফুল ডুপ্লেক্স)। যেমন: পেজার, সিঙ্গেল এসএমএস।
  • ব্রডকাস্ট: ১ জন প্রেরক থেকে নেটওয়ার্কের সবাই ডেটা পায় (শুধু সিমপ্লেক্স)। যেমন: রেডিও, টিভি।
  • মাল্টিকাস্ট: ১ জন প্রেরক থেকে শুধু অনুমোদিত সদস্যরা ডেটা পায় (হাফ/ফুল ডুপ্লেক্স)। যেমন: ভিডিও কনফারেন্সিং।

5. Transmission Media / ডেটা ট্রান্সমিশন মাধ্যম

A. Guided Media / Wired Cables (তার মাধ্যম)

Cable Type কেবলের ধরন Specifications & Features স্পেসিফিকেশন ও বৈশিষ্ট্য
Twisted Pair Cable
Speed: 10Mbps - 1Gbps. Range: Upto 100m. Types: Shielded, Unshielded. Needs repeater.

Pros: Cheap, easy to setup. Used in short distances.
Cons: High transmission loss, high delay, affected by EMI.
গতি: ১০Mbps - ১Gbps. দূরত্ব: ১০০মি. প্রকার: শিল্ডেড, আনশিল্ডেড। রিপিটার লাগে।

সুবিধা: সস্তা, স্থাপন সহজ। অল্প দূরত্বে ব্যবহৃত।
অসুবিধা: ট্রান্সমিশন লস ও বিলম্ব বেশি, EMI থেকে মুক্ত নয়।
Coaxial Cable
Speed: 11-200 Mbps. Range: 185-500m. Types: Thinnet, Thicknet. Needs repeater.

Pros: High speed (500MHz digital/analog). Less attenuation. Used in TV networks.
Cons: Installation is tough, expensive. Affected by EMI.
গতি: ১১-২০০ Mbps. দূরত্ব: ১৮৫-৫০০মি. প্রকার: থিননেট, থিকনেট। রিপিটার লাগে।

সুবিধা: ৫০০MHz এ উচ্চগতি। কেবল টিভি নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত।
অসুবিধা: স্থাপন কঠিন ও ব্যয়বহুল। EMI থেকে মুক্ত নয়।
Fiber Optic Cable
Speed: 80Mbps - 1Gbps. Range: 10 Km+. Types: Single Mode, Multi Mode.

Pros: Speed of light. High bandwidth, small/lightweight, EMI free, high security.
Cons: Cannot be U-shaped. Very expensive, installation requires high expertise.
গতি: ৮০Mbps - ১Gbps. দূরত্ব: ১০ কিমি+. প্রকার: সিঙ্গেল মোড, মাল্টি মোড।

সুবিধা: আলোর গতি। উচ্চ ব্যান্ডউইথ, হালকা, EMI মুক্ত, উচ্চ নিরাপত্তা।
অসুবিধা: U আকৃতিতে বাঁকানো যায় না। অত্যন্ত ব্যয়বহুল ও স্থাপন কঠিন।

B. Unguided Media / Wireless (তারবিহীন মাধ্যম)

  • Radio Wave: 10 kHz to 1 GHz. Omnidirectional. Passes through buildings. Reflected from ionosphere. Used for broad broadcasting.
  • Microwave: 1 GHz to 100 GHz. Goes straight (Line of sight / LOS). Cannot pass through buildings/mountains. Transceiver antennas must face each other.
    • Terrestrial: Microwave connection on the surface.
    • Satellite: Microwave connection through geo-satellite.
  • রেডিও ওয়েভ: 10 kHz থেকে 1 GHz। চারিদিকে ছড়ায়। বিল্ডিং ভেদ করে। আয়োনোস্ফিয়ার থেকে প্রতিফলিত হয়। ব্রডকাস্টে ব্যবহৃত।
  • মাইক্রোওয়েভ: 1 GHz হতে 100 GHz। সোজাসুজি যায় (Line of sight)। বিল্ডিং/পাহাড় অতিক্রম করতে পারে না। ট্রান্সমিটার ও রিসিভার এন্টেনাকে মুখোমুখি থাকতে হয়।
    • টেরিস্ট্রিয়াল: ভূপৃষ্ঠে মাইক্রোওয়েভ সংযোগ।
    • স্যাটেলাইট: ভূ-উপগ্রহের মাধ্যমে সংযোগ।
Technology প্রযুক্তি Specifications & Features স্পেসিফিকেশন ও বৈশিষ্ট্য
Bluetooth
IEEE 802.15 (WPAN). 2.45GHz. Range: 3-10m. Speed: 0.72-25 Mbps.
Pros: Cheap, auto-configurable, no license needed.
Cons: Short distance, slow, low security, connects max 2 devices easily.
IEEE 802.15 (WPAN)। 2.45 GHz। রেঞ্জ: 3-10m।
সুবিধা: সস্তা, অটো-কনফিগারযোগ্য, লাইসেন্স লাগে না।
অসুবিধা: স্বল্প দূরত্ব, ধীরগতি, নিরাপত্তা কম, দুটির বেশি ডিভাইস সংযোগ কঠিন।
Wi-Fi
IEEE 802.11 (WLAN). 2.4-5 GHz. Range: 50-200m. Speed: 11-200 Mbps.
Pros: Fast, connects multiple devices securely with passwords.
Cons: Vulnerable to privacy risks, interrupted by obstacles.
IEEE 802.11 (WLAN)। 2.4-5 GHz। রেঞ্জ: 50-200m।
সুবিধা: দ্রুত, একাধিক ডিভাইস সংযোগ, পাসওয়ার্ড দ্বারা নিরাপদ।
অসুবিধা: গোপনীয়তা ঝুঁকিপূর্ণ, বাধার কারণে সংযোগ বিঘ্নিত হয়।
WiMAX
IEEE 802.16 (WMAN). 2-66 GHz. Range: 10-50km. Speed: 80Mbps-1Gbps.
Pros: Wide area, 1 station serves thousands, strong encryption.
Cons: Very costly, needs license/permission, interrupted by bad weather.
IEEE 802.16 (WMAN)। 2-66 GHz। রেঞ্জ: 10-50km।
সুবিধা: বিস্তৃত এলাকা, ১টি স্টেশন হাজার গ্রাহক সামলায়, শক্তিশালী এনক্রিপশন।
অসুবিধা: ব্যয়বহুল, লাইসেন্স লাগে, আবহাওয়া দ্বারা বিঘ্নিত হয়।

6. Mobile Phone Generations / মোবাইল ফোন জেনারেশন

  • 1G (1979-1990): Analog radio signals. Standards: AMPS, TACS. Used only for talking. Transmission gets disconnected while changing location.
  • 2G (1991-2000): Digital radio signals. Standards: GSM, CDMA. Introduced circuit switching data. SMS, MMS, voicemail, limited ISD, and prepaid service established.
  • 3G (2001-2008): Fast data (>2mbps). Standards: HSPA, WCDMA, UMTS. Packet switching method. Video conferencing, E-commerce, Mobile banking, GPS tracking, and FOMA (Freedom of Multimedia access).
  • 4G (2009-2020): Ultra-broadband (100Mbps - 1Gbps). Standard: LTE. IP-based network transmission. Live video broadcasting, 3D image processing, VR/AR capabilities (e.g., PUBG).
  • 5G (2020-Present): Known as WWWW (World Wide Wireless Web). Standards: 5G NR, RAT, MIMO. Extreme performance capable of streaming 4K video (4000x2000 pixels) seamlessly.
  • 1G (1979-1990): অ্যানালগ পদ্ধতি। স্ট্যান্ডার্ড: AMPS, TACS। শুধু কথা বলার জন্য। অবস্থান পরিবর্তনে ট্রান্সমিশন সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়।
  • 2G (1991-2000): ডিজিটাল সিগন্যাল। স্ট্যান্ডার্ড: GSM, CDMA। সার্কিট সুইচিং চালু। এসএমএস, এমএমএস, ভয়েসমেইল, প্রি-পেইড এবং ইন্টারনেট সেবা চালু হয়।
  • 3G (2001-2008): উচ্চগতি (>২mbps)। স্ট্যান্ডার্ড: HSPA, WCDMA, UMTS। প্যাকেট সুইচিং পদ্ধতি। ভিডিও কল, ই-কমার্স, মোবাইল ব্যাংকিং, জিপিএস ট্র্যাকিং ও FOMA সম্ভব হয়।
  • 4G (2009-2020): অতি-উচ্চ ব্রডব্যান্ড (১০০Mbps-১Gbps)। স্ট্যান্ডার্ড: LTE। IP-ভিত্তিক নেটওয়ার্ক। লাইভ ভিডিও সম্প্রচার, 3D ছবি, VR/AR গেম খেলা সম্ভব।
  • 5G (2020-বর্তমান): WWWW নামে পরিচিত। স্ট্যান্ডার্ড: 5G NR, RAT, MIMO। 4G এর চেয়ে বহুগুণ দ্রুত এবং 4K টিভি বা ভিডিও উপভোগ করা যায়।

7. Networking & Cloud Computing / নেটওয়ার্কিং ও ক্লাউড কম্পিউটিং

Computer Networks (ভৌগোলিক বিস্তৃতির ভিত্তিতে)

  • PAN (Personal): IEEE 802.15. 10m range. Bluetooth (WPAN). Connects phones, smart watches.
  • LAN (Local): IEEE 802.11. Uses cables or Wi-Fi (WLAN). Range up to 1km with routers. Offices/schools.
  • CAN (Campus): 1-5km range. Connects multiple LANs inside university/factory.
  • MAN (Metropolitan): IEEE 802.16. Up to 50km. WiMAX (WMAN). Owned by organizations.
  • WAN (Wide): Connects LANs & MANs globally. Uses submarine, satellite. Example: Internet.
  • PAN (পার্সোনাল): IEEE 802.15। ১০মি রেঞ্জ। ব্‌লুটুথ (WPAN)। স্মার্ট ঘড়ি সংযোগ।
  • LAN (লোকাল): IEEE 802.11। ক্যাবল বা ওয়াই-ফাই (WLAN)। রাউটার দিয়ে ১কিমি। অফিস/স্কুল।
  • CAN (ক্যাম্পাস): ১-৫কিমি। একাধিক LAN এর সমন্বয়। বিশ্ববিদ্যালয়/ফ্যাক্টরি।
  • MAN (মেট্রোপলিটন): IEEE 802.16। ৫০কিমি রেঞ্জ।
  • WAN (ওয়াইড): বিশ্বব্যাপী। সাবমেরিন, স্যাটেলাইট ব্যবহৃত। উদাহরণ: ইন্টারনেট।

Cloud Computing / ক্লাউড কম্পিউটিং

A business model providing servers, storage, databases, networking, software over the internet on demand.

Features: 1) Resource Scalability, 2) On Demand Service, 3) Pay-As-You-Go.
Services: IaaS (Infrastructure), PaaS (Platform), SaaS (Software), NaaS (Network).
Models: Private, Public, Hybrid Cloud.

Pros: Low operating cost, limitless storage, auto software updates, high security capacity.
Cons: Data safety risk (loss of control), server downtime stops work, internet dependent.
ইন্টারনেটের মাধ্যমে সার্ভার, স্টোরেজ, ডেটাবেস ও সফটওয়্যার ক্রেতার সুবিধামত সরবরাহ করার মডেল।

বৈশিষ্ট্য: ১) রিসোর্স স্কেলেবিলিটি, ২) অন-ডিমান্ড সেবা, ৩) পে-এজ-ইউ-গো।
সার্ভিস: IaaS (অবকাঠামো), PaaS (প্লাটফর্ম), SaaS (সফটওয়্যার), NaaS (নেটওয়ার্ক)।
মডেল: প্রাইভেট, পাবলিক, হাইব্রিড ক্লাউড।

সুবিধা: খরচ কম, সীমাহীন স্টোরেজ, স্বয়ংক্রিয় আপডেট, উচ্চ কারিগরি দক্ষতা ও নিরাপত্তা।
অসুবিধা: তথ্যের নিয়ন্ত্রণ থাকে সমাধানে না, সার্ভার ডাউন থাকলে কাজ বন্ধ, ইন্টারনেট নির্ভর।
HSC ICT Masterclass - Chapter 2
Optimized for Smartboard Presentation | NOTE BY SIAM SIR
📍 31, Road 6, C Block, Banasree  |  📍 49 South Basabo  |  📍 11/3 Shiddheshwari