অধ্যায় - ২: কমিউনিকেশন সিস্টেমস ও নেটওয়ার্কিং

এইচএসসি আইসিটি: ২য় অধ্যায় (সম্পূর্ণ নোট ও প্রশ্নব্যাংক)

কমিউনিকেশন সিস্টেমস ও নেটওয়ার্কিং | HSC ICT Chapter 2 Lecture Notes & CQ/MCQ Guide

১. ডেটা কমিউনিকেশন ও ট্র্যান্সমিশন মেথড

ডেটা কমিউনিকেশন (Data Communication): এক স্থান থেকে অন্য স্থানে কিংবা এক ডিভাইস থেকে অন্য ডিভাইসে ডেটা আদান-প্রদানের প্রক্রিয়াকে ডেটা কমিউনিকেশন বলে। এর মূল উপাদান ৫টি: উৎস (Source), প্রেরক (Transmitter), মাধ্যম (Medium), প্রাপক (Receiver) এবং গন্তব্য (Destination)।

ব্যান্ডউইথ (Bandwidth): প্রতি সেকেন্ডে যে পরিমাণ ডেটা স্থানান্তরিত হয় তাকে ব্যান্ডউইথ (bps - bit per second) বলে।

  • ন্যারোব্যান্ড (Narrowband): ৪৫ bps থেকে ৩০০ bps (টেলিগ্রাফে ব্যবহৃত)।
  • ভয়েসব্যান্ড (Voiceband): ৯৬০০ bps বা ৯.৬ kbps পর্যন্ত (টেলিফোন লাইনে ব্যবহৃত)।
  • ব্রডব্যান্ড (Broadband): ১ Mbps থেকে শুরু করে উচ্চ গতি (ফাইবার অপটিক ও আধুনিক নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত)।
ডেটা ট্র্যান্সমিশন মেথড (ডেটা বিটের বিন্যাস অনুযায়ী):
  • অ্যাসিনক্রোনাস (Asynchronous): প্রেরক থেকে প্রাপকে ডেটা **ক্যারাক্টর বাই ক্যারাক্টর** (বর্ণ অনুযায়ী) পাঠানো হয়। স্টার্ট ও স্টপ বিট প্রয়োজন। সময় বেশি লাগে, তবে প্রাইমারি মেমোরির প্রয়োজন হয় না।
  • সিনক্রোনাস (Synchronous): ডেটা **ব্লক বা ফ্রেম** আকারে পাঠানো হয় (প্রতি ব্লকে ৮০-১৩২টি বর্ণ)। গতি অত্যন্ত দ্রুত, তবে প্রাথমিক মেমোরির প্রয়োজন হয়।
  • আইসোক্রোনাস (Isochronous): সিনক্রোনাস ও অ্যাসিনক্রোনাসের মিশ্রণ, যেখানে প্রেরক থেকে প্রাপকে ডেটা প্রায় শূন্য সময়ের বিরতিতে পৌঁছায় (রিয়েল-টাইম অডিও/ভিডিও স্ট্রিম)।

ডেটা ট্র্যান্সমিশন মোড (প্রবাহের দিক অনুযায়ী):

মোড (Mode) প্রবাহের দিক বাস্তব উদাহরণ
Simplex একদিকে ডেটা প্রেরিত হয় (একমুখী) রেডিও, টেলিভিশন, কীবোর্ড থেকে সিপিইউ
Half-Duplex উভয়দিকে ডেটা চলে, তবে **একই সময়ে নয়** ওয়াকিটকি (Walkie-Talkie)
Full-Duplex **একই সময়ে** দুই দিকেই ডেটা চলাচল করে মোবাইল ফোন, টেলিফোন

২. ট্র্যান্সমিশন মিডিয়া (তারযুক্ত ও তারবিহীন)

১. তারযুক্ত মাধ্যম (Guided Media):

  • টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল (Twisted Pair): দুটি পেঁচানো তামার তার দিয়ে তৈরি (UTP ও STP)। ল্যান (LAN) নেটওয়ার্কে বহুল ব্যবহৃত।
  • কোঅ্যাক্সিয়াল ক্যাবল (Coaxial Cable): মাঝখানে কন্ডাক্টর ও চারপাশে ইনসুলেটর থাকে। টিভি ক্যাবল নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত।
  • ফাইবার অপটিক ক্যাবল (Fiber Optic): কাঁচ বা প্লাস্টিকের তৈরি সূক্ষ্ম তন্তু। **আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন** কাজে লাগিয়ে আলোর গতিতে ডেটা পাঠায়। ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেয়ারেন্স (EMI) মুক্ত।

২. তারবিহীন মাধ্যম (Unguided Media / Wireless):

প্রযুক্তি কভারেজ এলাকা স্ট্যান্ডার্ড (IEEE) কম্পাঙ্ক / বৈশিষ্ট্য
ব্লুটুথ (Bluetooth) WPAN (১০ মিটার) IEEE 802.15 2.4 GHz, কম পাওয়ার ও কম খরচ।
ওয়াই-ফাই (Wi-Fi) WLAN (১০০ মিটার) IEEE 802.11 2.4 GHz / 5 GHz, স্থানীয় নেটওয়ার্ক।
ওয়াইম্যাক্স (WiMAX) WMAN (১০-৫০ কিমি) IEEE 802.16 উচ্চ গতিসম্পন্ন ব্রডব্যান্ড তারবিহীন ইন্টারনেট।

৩. কম্পিউটার নেটওয়ার্ক ও নেটওয়ার্ক টপোলজি

ভৌগোলিক বিস্তার অনুযায়ী নেটওয়ার্কের প্রকারভেদ:

  • PAN (Personal Area Network): কোনো ব্যক্তির ব্যক্তিগত ডিভাইসের মধ্যে (১০ মিটারের মধ্যে, যেমন ব্লুটুথ)।
  • LAN (Local Area Network): কোনো একটি ভবন, স্কুল বা অফিসে (১ কিমির মধ্যে)।
  • MAN (Metropolitan Area Network): পুরো একটি শহরের মধ্যে বিস্তৃত নেটওয়ার্ক।
  • WAN (Wide Area Network): বিশ্বজুড়ে বা বিশাল ভৌগোলিক এলাকা জুড়ে বিস্তৃত (যেমন: ইন্টারনেট)।

নেটওয়ার্ক টপোলজি (Network Topology): নেটওয়ার্কের ডিভাইসগুলোর ভৌত সংযোগ বিন্যাস।

  • বাস টপোলজি (Bus): একটি প্রধান ব্যাকবোন তারের সাথে সব ডিভাইস যুক্ত থাকে। ব্যাকবোন নষ্ট হলে পুরো নেটওয়ার্ক অচল হয়ে যায়।
  • স্টার টপোলজি (Star): একটি কেন্দ্রীয় **হাব (Hub) বা সুইচ (Switch)**-এর সাথে সব কম্পিউটার যুক্ত থাকে। হাব নষ্ট হলে সব বন্ধ হয়, কিন্তু একটি পিসি নষ্ট হলে বাকি নেটওয়ার্ক সচল থাকে।
  • রিং টপোলজি (Ring): প্রতিটি ডিভাইস বৃত্তাকারে পরবর্তী ডিভাইসের সাথে যুক্ত থাকে। ডেটা একদিকে প্রবাহিত হয়।
  • ট্রি টপোলজি (Tree): হাবগুলোর মাধ্যমে একাধিক স্টার টপোলজি যুক্ত হয়ে শাখাপ্রশাখাযুক্ত বিন্যাস গঠন করে।
  • মেশ টপোলজি (Mesh): প্রতিটি ডিভাইস নেটওয়ার্কের প্রতিটি ডিভাইসের সাথে সরাসরি যুক্ত থাকে। সর্বোচ্চ নিরাপত্তা ও বিশ্বস্ততা থাকলেও খরচ বেশি। সূত্র: মোট ক্যাবল প্রয়োজন = $ rac{n(n-1)}{2}$ [এখানে $n$ হলো ডিভাইসের সংখ্যা]।
  • হাইব্রিড টপোলজি (Hybrid): একাধিক ভিন্ন টপোলজির মিশ্রণ।

৪. ক্লাউড কম্পিউটিং (Cloud Computing)

সংজ্ঞা: ইন্টারনেট ব্যবহার করে নিজস্ব কোনো হার্ডওয়্যার বা সফটওয়্যার না কিনে দূরবর্তী সার্ভার থেকে চাহিদামাত্র তথ্য সংরক্ষণ, প্রসেসিং ও সফটওয়্যার ব্যবহারের সেবাকে ক্লাউড কম্পিউটিং বলে।

মূল সুবিধাসমূহ: পে-অ্যাজ-ইউ-গো (যতটুকু ব্যবহার ততটুকু পে করা), যেকোনো স্থান থেকে তথ্য অ্যাক্সেস, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কম।

সেবা প্রদান মডেল:

  • SaaS (Software as a Service): রেডিমেড সফটওয়্যার ব্যবহার করা (যেমন: Gmail, Google Docs)।
  • PaaS (Platform as a Service): অ্যাপ তৈরির জন্য প্লাটফর্ম বা কোডিং পরিবেশ দেওয়া (যেমন: Heroku, AWS Elastic Beanstalk)।
  • IaaS (Infrastructure as a Service): ভার্চুয়াল সার্ভার, স্টোরেজ ও নেটওয়ার্ক ভাড়া দেওয়া (যেমন: Amazon EC2, Google Compute Engine)।

৫. গুরুত্বপূর্ণ বহুনির্বাচনী প্রশ্নপত্র (MCQ)

১. ওয়াকিটকি (Walkie-Talkie)-তে কোন ধরনের ডেটা ট্র্যান্সমিশন মোড ব্যবহৃত হয়?
(ক) Simplex
(খ) Half-Duplex
(গ) Full-Duplex
(ঘ) Multicast
সঠিক উত্তর: (খ) Half-Duplex
ব্যাখ্যা: ওয়াকিটকিতে একই সাথে দুই দিকে কথা বলা যায় না, পর্যায়ক্রমে কথা বলতে হয়।
২. ফাইবার অপটিক ক্যাবলে ডেটা স্থানান্তরের মূল নীতি কোনটি?
(ক) আলোর প্রতিসরণ
(খ) আলোর প্রতিফলন
(গ) আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
(ঘ) তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণ
সঠিক উত্তর: (গ) আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
ব্যাখ্যা: গ্লাস কোরের ভেতর আলো পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের মাধ্যমে গতিপ্রাপ্ত হয়।
৩. IEEE 802.11 স্ট্যান্ডার্ড কোন প্রযুক্তির জন্য ব্যবহৃত হয়?
(ক) Bluetooth
(খ) Wi-Fi
(গ) WiMAX
(ঘ) Infrared
সঠিক উত্তর: (খ) Wi-Fi
ব্যাখ্যা: IEEE 802.11 হলো ওয়্যারলেস ল্যান বা ওয়াই-ফাইয়ের আন্তর্জাতিক স্ট্যান্ডার্ড।
৪. ব্লুটুথের সাহায্যে তৈরি নেটওয়ার্ককে কী বলা হয়?
(ক) PAN
(খ) LAN
(গ) MAN
(ঘ) WAN
সঠিক উত্তর: (ক) PAN
ব্যাখ্যা: ১০ মিটারের মধ্যে ব্যক্তিগত ডিভাইস যুক্ত করায় এটি Personal Area Network (PAN)।
৫. ১০টি কম্পিউটার মেশ টপোলজিতে যুক্ত করতে কয়টি ক্যাবল প্রয়োজন?
(ক) ৪৫টি
(খ) ৯০টি
(গ) ১০টি
(ঘ) ২০টি
সঠিক উত্তর: (ক) ৪৫টি
ব্যাখ্যা: সূত্র $n(n-1)/2 = 10 imes 9 / 2 = 45$ টি।
৬. কেন্দ্রীয় ডিভাইস হিসেবে সুইচ (Switch) ব্যবহার করা হয় কোন টপোলজিতে?
(ক) বাস
(খ) রিং
(গ) স্টার
(ঘ) মেশ
সঠিক উত্তর: (গ) স্টার
ব্যাখ্যা: স্টার টপোলজিতে সব নোড কেন্দ্রীয় হাব বা সুইচের সাথে যুক্ত থাকে।
৭. ব্লক বা ফ্রেম আকারে ডেটা স্থানান্তরিত হয় কোন মেথডে?
(ক) অ্যাসিনক্রোনাস
(খ) সিনক্রোনাস
(গ) আইসোক্রোনাস
(ঘ) সিমপ্লেক্স
সঠিক উত্তর: (খ) সিনক্রোনাস
ব্যাখ্যা: সিনক্রোনাস মেথডে ডেটাকে ব্লক বা ফ্রেম বানিয়ে অত্যন্ত দ্রুত পাঠানো হয়।
৮. শহরের এক শাখা অফিসের সাথে অন্য শাখা অফিসের নেটওয়ার্ক সংযোগকে কী বলে?
(ক) LAN
(খ) MAN
(গ) PAN
(ঘ) WAN
সঠিক উত্তর: (খ) MAN
ব্যাখ্যা: একটি পুরো মেট্রোপলিটন এলাকা বা শহরের ভেতরের নেটওয়ার্ক হলো MAN।
৯. Google Docs বা Gmail কোন ধরনের ক্লাউড সার্ভিস মডেল?
(ক) IaaS
(খ) PaaS
(গ) SaaS
(ঘ) DaaS
সঠিক উত্তর: (গ) SaaS
ব্যাখ্যা: সরাসরি ব্যবহারের উপযোগী তৈরি অ্যাপ্লিকেশনকে Software as a Service (SaaS) বলে।
১০. কোন মাধ্যমের মধ্য দিয়ে ডেটা সিগন্যাল আলো হিসেবে পরিবাহিত হয়?
(ক) কোঅ্যাক্সিয়াল ক্যাবল
(খ) টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল
(গ) ফাইবার অপটিক ক্যাবল
(ঘ) রেডিও ওয়েভ
সঠিক উত্তর: (গ) ফাইবার অপটিক ক্যাবল
ব্যাখ্যা: আলোক তরঙ্গের মাধ্যমে ফাইবার অপটিকে আলোক সংকেত হিসেবে ডেটা যায়।

৬. নমুনা সৃজনশীল প্রশ্নপত্র (CQ) ও সমাধান

সৃজনশীল প্রশ্ন ১:
একটি ৫ তলা কলেজের কম্পিউটার ল্যাবের ১০টি কম্পিউটার একটি কেন্দ্রীয় সুইচের সাথে যুক্ত। সম্প্রতি কলেজের অধ্যক্ষ পুরো ক্যাম্পাসকে তারবিহীন ইন্টারনেটের আওতায় আনলেন। কিন্তু শহরের অন্য একটি শাখার সাথে যোগাযোগ করার জন্য উচ্চগতির ক্যাবল সংযোগ ব্যবহারের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়, যার মাধ্যমে আলোর গতিতে ডেটা পরিবাহিত হয়।

(ক) ব্যান্ডউইথ কী? মান: ১

(খ) ফুল-ডুপ্লেক্স মোডে একই সাথে কথা বলা ও শোনা সম্ভব কেন? মান: ২

(গ) ল্যাবের কম্পিউটারগুলোতে ব্যবহৃত নেটওয়ার্ক টপোলজিটি ব্যাখ্যা করো। মান: ৩

(ঘ) মূল শাখা ও শাখা অফিসের ডেটা আদান-প্রদানে ব্যবহৃত ক্যাবলের কার্যকারিতা মূল্যায়ন করো। মান: ৪

(ক) উত্তর: প্রতি সেকেন্ডে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে যে পরিমাণ ডেটা স্থানান্তরিত হয়, তাকে ব্যান্ডউইথ (bps) বলে।
(খ) উত্তর: ফুল-ডুপ্লেক্স মোডে ডেটা প্রেরণের জন্য আলাদা দুটি ব্যান্ড বা চ্যানেল থাকে। ফলে প্রেরক ও প্রাপক একই সময়ে ডেটা পাঠাতে ও গ্রহণ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ: মোবাইল ফোন।
(গ) উত্তর: উদ্দীপকে কলেজের কম্পিউটার ল্যাবের ১০টি কম্পিউটার কেন্দ্রীয় সুইচের সাথে যুক্ত থাকায় এটি স্টার টপোলজি (Star Topology)
এই টপোলজির কেন্দ্রবিন্দুতে একটি সুইচ বা হাব থাকে, যার সাথে সব নোড ক্যাবল দিয়ে যুক্ত।
  • কোনো কম্পিউটার নষ্ট হলে পুরো নেটওয়ার্ক অচল হয় না।
  • সহজেই নতুন ডিভাইস যুক্ত বা বাদ দেওয়া যায়।
  • তবে কেন্দ্রীয় সুইচ নষ্ট হয়ে গেলে পুরো নেটওয়ার্ক বিকল হয়ে পড়ে।
(ঘ) উত্তর: দুটি শাখার মধ্যে আলোচনার সিদ্ধান্ত অনুযায়ী ব্যবহৃত আলোর গতি সম্পন্ন ক্যাবলটি হলো ফাইবার অপটিক ক্যাবল (Fiber Optic Cable)
কার্যকারিতা ও গুরুত্ব:
  • এটি বিদ্যুতের পরিবর্তে আলোর সংকেত (Light signal) হিসেবে ডেটা পাঠায়, ফলে গতি সর্বোচ্চ।
  • ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেয়ারেন্স (EMI) থেকে সম্পূর্ণ মুক্ত।
  • দীর্ঘ দূরত্বে ডেটা পাঠালেও সিগন্যালের ক্ষয় খুব কম হয়।
  • অত্যন্ত নিরাপদ এবং ডেটা চুরি করা অসম্ভব বললেই চলে।
সুতরাং, দুটি দূরবর্তী শাখার মধ্যে নিরবচ্ছিন্ন ও দ্রুতগতিসম্পন্ন যোগাযোগের জন্য ফাইবার অপটিক ক্যাবল নির্বাচন সম্পূর্ণ যৌক্তিক ও ফলপ্রসূ।
সৃজনশীল প্রশ্ন ২:
হাসান সাহেব তাঁর অফিসে ব্লুটুথের মাধ্যমে স্পিকার যুক্ত করে গান শুনছিলেন। কিছুক্ষণ পর তিনি অফিসের প্রয়োজনে শহরের ৫০ কিমি দূরের এক সহকর্মীর সাথে তারবিহীন উচ্চগতির ব্রডব্যান্ড প্রযুক্তি ব্যবহার করে ভিডিও মিটিং শেষ করলেন। পরবর্তীতে তিনি অফিসের তথ্যগুলো কোনো নিজস্ব সার্ভারে না রেখে অনলাইনে গুগল ড্রাইভে সেভ করে রাখলেন।

(ক) ক্লাউড কম্পিউটিং কী? মান: ১

(খ) অ্যাসিনক্রোনাস ট্র্যান্সমিশনে সময় বেশি লাগে কেন? মান: ২

(গ) হাসান সাহেবের ভিডিও মিটিংয়ে ব্যবহৃত ওয়্যারলেস প্রযুক্তিটি ব্যাখ্যা করো। মান: ৩

(ঘ) হাসান সাহেবের তথ্য সংরক্ষণে ব্যবহৃত প্রযুক্তির সুবিধা ও নিরাপত্তা বিশ্লেষণ করো। মান: ৪

(ক) উত্তর: ইন্টারনেট নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে দূরবর্তী সার্ভার থেকে চাহিদামাত্র কম্পিউটিং সেবা (যেমন: স্টোরেজ, প্রসেসিং, সফটওয়্যার) নেওয়ার ব্যবস্থাই হলো ক্লাউড কম্পিউটিং।
(খ) উত্তর: অ্যাসিনক্রোনাস ট্র্যান্সমিশনে ডেটা এক বর্ণ (Character) করে পাঠানো হয় এবং প্রতিটি বর্ণের সাথে একটি স্টার্ট বিট ও একাধিক স্টপ বিট যুক্ত করতে হয়। দুই অক্ষরের মাঝে সময়ের বিরতি সমান থাকে না এবং ওভারহেড বিটের কারণে এতে সময় বেশি লাগে।
(গ) উত্তর: হাসান সাহেবের দূরবর্তী শহরের সাথে ব্যবহৃত তারবিহীন উচ্চগতির ব্রডব্যান্ড প্রযুক্তিটি হলো ওয়াইম্যাক্স (WiMAX)
ওয়াইম্যাক্স (Worldwide Interoperability for Microwave Access)-এর আন্তর্জাতিক স্ট্যান্ডার্ড হলো IEEE 802.16। এটি একটি WMAN (Metropolitan Area Network) প্রযুক্তি। যা ১০ থেকে ৫০ কিমি এলাকাজুড়ে উচ্চগতির ইন্টারনেট সেবা প্রদান করতে পারে। এটি দিয়ে ভয়েস, ডেটা ও ভিডিও কল নিরবচ্ছিন্নভাবে সম্পন্ন করা যায়।
(ঘ) উত্তর: গুগল ড্রাইভে তথ্য সংরক্ষণের প্রযুক্তিটি হলো ক্লাউড কম্পিউটিং (Cloud Computing)
সুবিধাসমূহ:
  • খরচ সাশ্রয়: নিজস্ব দামি সার্ভার বা হার্ডডিস্ক কেনার প্রয়োজন নেই।
  • যেকোনো স্থান থেকে অ্যাক্সেস: ইন্টারনেট থাকলে বিশ্বের যেকোনো প্রান্ত থেকে ফাইল পাওয়া যায়।
  • স্বয়ংক্রিয় ব্যাকআপ: হার্ডওয়্যার নষ্ট হলেও ক্লাউডের ডেটা নিরাপদ থাকে।
নিরাপত্তা ও চ্যালেঞ্জ: ডাটা এনক্রিপশন ও পাসওয়ার্ড সুরক্ষার কারণে এটি যথেষ্ট নিরাপদ হলেও ইন্টারনেটের অনুপস্থিতিতে ডেটা পাওয়া সম্ভব হয় না এবং হ্যাকিংয়ের ঝুঁকি এড়াতে শক্তিশালী সিকিউরিটি বজায় রাখা প্রয়োজন।
পরিশেষে, আধুনিক তথ্য ব্যবস্থাপনায় গুগল ড্রাইভ তথা ক্লাউড কম্পিউটিং অত্যন্ত কাঙ্ক্ষিত প্রযুক্তি।