I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   3 1 3 0 ~3 1 38   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 3 1 3 0 - 3138          3130       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Terrestria free  spa ce optical  co mm uni ca tions   in  ba ng la desh:  trans m iss io cha nnel chara ct eri z a tion       K a zi  Sh a hid uzza m a n 1 ,   M a j u m d er   F .   H a ider 2 , B ij o y   K .   K a r m a k er 3   1, 3 De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic   En g i n e e rin g ,   Ja ti y a   K a b Ka z Na z ru Isla m   Un iv e rsit y ,   Ba n g lad e sh   2 De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g in e e rin g ,   BRA Un iv e rsit y ,   Ba n g lad e sh       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 8 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Mar   2 9 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   8 ,   2 0 1 9       T h is r e se a rc h   w o rk   f o c u se d   o n   tran sm issio n   c h a n n e c h a ra c teriz a ti o n   o f   F re e - S p a c e - Op ti c a (F S O)  c o m m u n i c a ti o n tec h n o l o g y   f o d e p lo y in g   in   th e   d e v e lo p in g   c o u n try   li k e   Ba n g lad e sh .   T o   m e e th e   trem e n d o u a m o u n t   o f   d a ta   traff ic,  m o b il e   o p e ra to rs  a n d   IS P n e e d   b e tt e so l u ti o n   th a n   th e   e x isti n g   RF   a n d   f ib e o p ti c   c o m m u n ica ti o n s.  M o re o v e r,   Ba n g lad e sh   is  e n teri n g   in   t h e   e ra   o f   sa telli te  c o m m u n ica ti o n b y   lau n c h i n g   it o w n   sa telli te.    S o ,   Ba n g lad e sh   n e e d su c h   c o m m u n ica ti o n   te c h n o l o g y   th a p ro v id e h ig h e c h a n n e b a n d w id th ,   so p h isti c a ted   tran s m is sio n   se c u rit y   a n d   c a n   c o p e   c h a n n e d isp e rsio n .   F S is  a   g o o d   c a n d i d a te  th a c a n   m e e t   a ll   th e s e   f e a tu re s.   T h e   tran s m issio n   c h a n n e c h a r a c teriz a ti o n   p lay a   sig n i f ica n ro le  in   o p ti m izin g   th e   p e rf o r m a n c e   o F S li n k .     In   th is  w o rk ,   th e   c h a n n e c h a ra c teriz a ti o n   o f   F S tec h n o lo g y   f ro m   th e   w e a th e p e rs p e c ti v e   o Ba n g lad e sh   h a b e e n   in v e stig a ted   th o r o u g h ly .   T h e   o b tain e d   re su lt sh o w   th a th e   a t m o sp h e ric  sc a tt e rin g   e ffe c t   d o e n o h a m p e th e   sh o rt  ra n g e   F S li n k   p e rf o r m a n c e ,   w h e re a s,  th e   a t m o s p h e ric  tu rb u len c e   e ff e c t   is  n o f a v o ra b le  to   d e p lo y   F S tec h n o l o g y   w it h   re a so n a b le  q u a li ty   sig n a u n les it   is   o p ti m ize d   p ro p e rly   u sin g   a n ten n a   a p e rtu re   a v e ra g in g   tec h n iq u e .     K ey w o r d s :   A t m o s p h er ic  atten u at io n   C h a n n el  ch ar ac ter izatio n   Fre s p ac o p tical   Op tical  tu r b u le n ce   Op tical  w ir ele s s   co m m u n icatio n   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kaz i M d   Sh ah id u zz a m an ,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g in ee r i n g ,   J atiy k ab i K az i N az r u l I s la m   Un i v er s it y ,   T r is h al,   M y m e n s in g h ,   B an g la d esh .   E m ail:  s h a h id u zz a m a n @ j k k n i u . ed u . b d       1.   I NT RO D UCT I O N     T h v o lu m o f   u s in g   s m ar p h o n ap p licatio n s   a n d   t h n u m b er   o f   i n ter n et  u s er s   ar i n cr ea s i n g   r ig o r o u s l y   d a y   b y   d a y .   I n   t h d ev elo p in g   co u n tr ies  l ik B a n g lad es h ,   th e   d e m a n d   o f   s u r f i n g   v er y   h i g h   s p ee d   in ter n e a n d   u s in g   s m ar p h o n e’ s   h ea v y   ap p licatio n s   ar i n cr ea s i n g   en o r m o u s l y .   T o   m ee th e   in cr ea s in g   d em a n d   e x is tin g   co m m u n icat io n   tec h n o l o g ies   lik e   m icr o w av co m m u n icatio n ,   o p tical  f ib er   tech n o lo g y   ar e   n o ca p ab le  en o u g h   co n s id er in g   u l tr a - h i g h   s p ee d   d ata,   less   in ter f er en ce ,   d ata  tr a n s m i s s io n   s ec u r it y   a n d   co s t   ef f ec tiv e n e s s .   T h u s ,   it  r eq u ir e s   th i m p le m e n tatio n   o f   s u c h   an   ef f ec ti v tech n o lo g y   th a is   ef f ic ien to   h a n d le   th i n cr ea s i n g   d e m an d   an d   o v er co m t h l i m itatio n s   o f   ex is t in g   tech n o lo g ie s   i n   th e   f o r eseea b le  f u t u r e.   Fre e - Sp ac e - Op tical  ( F SO)   is   a n   o p tical  co m m u n icatio n   tech n iq u th at   tr an s m its   d ata  w ir el ess l y   f o r   ter r estrial   an d   s p ac co m m u n icatio n   s y s te m s   th r o u g h   th p r o p ag a tio n   o f   t h las er   li g h in   f r ee   s p ac air   [ 1 ] .   FS co m m u n icat io n   is   t h v ital  an d   m o s m o d er n   tech n o lo g y   f o r   th f u t u r u ltra - h i g h   s p ee d   an d   h u g e   ca p ac it y   en ab led   m o b ile  &   d ata  co m m u n icatio n   s y s te m s .   FS p r o v id es  h u g d ata  r ate  th an   ex i s ti n g   R F   tech n o lo g y   f o r   w ir ele s s   co m m u n icat io n   s y s te m s   [ 1 ] .   FS o p er ates  b etw ee n   7 8 0 - 1 6 0 0   n m   w av e len g t h   b an d s   th at  allo w   o p tical  co m m u n icat io n   w ith o u t r eq u ir i n g   f ib er   o p tic  ca b le  an d   licen s ed   f r eq u e n c y   s p ec tr u m   [ 1 ] .     T h ex is ti n g   R co m m u n icati o n   h a s   li m i ted   licen s ed   f r eq u en c y   s p ec tr u m ,   w h ic h   i s   v er y   ex p en s i v e   an d   h en ce ,   ca n n o o f f er   h u g d ata  ca p ac ity .   Mo r eo v er ,   t h ex i s ti n g   b ac k b o n n e t w o r k s   o f   m o b ile  p h o n e   o p er ato r s   ar f o r m ed   u s i n g   o p tical  f ib er   tech n o lo g y   th at   i n cr ea s es  t h e   co s s ig n i f ica n tl y   [ 2 ] .   I n   co n tr ast,  FS O   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Ter r e s tr ia l f r ee   s p a ce   o p tica co mmu n ica tio n s   in   b a n g la d es h :   tr a n s mis s io n   ch a n n el…     ( K a z i S h a h id u z z a ma n )   3131   co m m u n icatio n   p r o v id es  s o m ad d itio n al  ad v an tag e s   lik FS p r o v id es  n o   d is p er s io n   lo s s   to   th o p tical  s ig n al  w h ic h   i s   m aj o r   co n ce r n   in   o p tical  f ib er   co m m u n ica tio n   [ 3 ] .   T h lau n c h i n g   p o w er   o f   t y p ical   o p tical   f ib er   is   li m ited   to   f e w   m W   wh ich   ca n   b o v er co m e   b y   u s i n g   i n li n a m p li f icatio n   o r   r eg e n er atio n .   Ho w e v er ,   FS u s e s   tr a n s m it ter   p o w er ,   an te n n g ai n ,   b an d w id t h   e x p an s io n   an d   s e n s iti v e   r ec eiv er   to   o v er co m th e   ch an n el  lo s s   [ 4 - 5 ] .     Op tical  f i b er   tech n o lo g y   p r o v id es  h i g h   d ata  r ates  w it h   less   d ata  tr an s m is s io n   s ec u r it y   b u t   FS ca n   p r o v id u ltra - h i g h   s p ee d   d ata  r ate  w it h   h i g h   d ata  tr an s m i s s io n   s ec u r it y   t h r o u g h   tr an s m itt in g   t h laser   h av i n g   n ar r o w   b ea m   t h at  is   v e r y   m u c h   s u itab le  f o r   w ir eless   d ata  tr an s f er   in   f in a n cial,   le g al ,   m i lit ar y   an d   o th er   s en s iti v i n f o r m atio n   s y s te m s   [ 3 ] .   FS also   r eq u ir es  le s s   m as s   a n d   v o l u m o f   eq u ip m en [ 6 ]   in   ca s e   o f   d ep lo y m en t,  les s   d if f r ac tio n   a n d   u s es  b asic  m o d u latio n   tec h n iq u w h ic h   m a k e s   th tr an s m i tter   d esig n   less   co m p lica ted   o v er   ex is t in g   R co m m u n icatio n   [ 4 ,   7 ] .   T h ese  p r o p er ties   m a k FS p r o m i s in g   tec h n o lo g y   f o r   n ex g e n er atio n   co m m u n icatio n   s y s te m s .     FS co m m u n icatio n   i n cl u d es   w id r an g o f   s h o r an d   lo n g   d is ta n ce   w ir ele s s   ap p licati o n s   [ 8 - 9 ] .   FS s y s te m   co m p r is es  w it h   t h r ee   m aj o r   p ar ts   n a m ed   t r a n s m itter   t h at  s en d s   i n f o r m atio n   in   ter m s   o f   o p tical  s ig n al   u s in g   L E o r   L aser   d i o d e,   th en   th e   s i g n al  p r o p ag ate s   t h r o u g h   f r ee   s p ac tr a n s m is s io n   c h a n n el   w h er e   air   is   th e   m ed ia  a n d   f in al l y   th r ec eiv er   t h at  r ec ei v es  th e   o p tical  s ig n al  u s i n g   p h o to d io d to   e x tr ac th e   o r ig in al  i n f o r m atio n   [ 6 ] .   T h is   r esear ch   w o r k   f o cu s es  to   ch a r ac ter ize  th tr an s m is s io n   ch a n n el  c h ar ac ter is tic s   o f   F SO  l in k   co n s id er i n g   t h wea th er   co n d itio n s   o f   B an g lad esh   to   d eter m i n e   th e   f ea s ib ilit y   o f   th e   d ep lo y m e n t   o f   th i s   e m er g i n g   tec h n o lo g y   T h r est  o f   th p ap er   is   o u tlin ed   as  f o llo w s .   Sectio n   2   d is cu s s ed   ab o u b r ief   d escr ip ti o n   o f   FS O   tech n o lo g y   a n d   its   d ep lo y m e n i m p air m en t.  T h atm o s p h er ic  im p ac o n   FS lin k   p er f o r m a n ce   h as  b ee n   d escr ib ed   in   s ec tio n   3 .   T h e   at m o s p h er ic  a tten u atio n   ef f e cts  in   d if f er en w ea th er   co n d itio n s   h a v b ee n   illu s tr ated   alo n g   w i th   tab u lar   d ata  an d   g r ap h s   in   s ec tio n   4 .   T h o u tco m e s   o f   t h is   w o r k   an d   p o s s ib le  f u t u r w o r k   h av b ee n   m e n tio n ed   as c o n clu s io n   i n   s ec tio n   5 .       2.   O VE RVI E O F   F SO   T E C H NO L O G Y   T h f o llo w i n g   F ig u r 1   r ep r esen ts   t h o p er atio n al  p r in cip le  o f   FS O   co m m u n icatio n .   T h er is   laser   d io d ( L D)   o r   lig h e m it tin g   d io d ( L E D)   a s   t h s o u r ce   o f   li g h t,   m o d u lato r ,   d r iv cir cu it  f o r   th e   li g h t   s o u r ce   to   s u p p l y   n ec es s ar y   p o w er   an d   telesco p f o r   tr a n s m i tti n g   li g h in   m o s t   o f   t h t r an s m itter   u s ed   f o r   FS co m m u n icatio n   [ 6 ,   7 ,   1 0 ] .   T h m o d u lato r   co n v er ts   th e   b its   o f   i n f o r m atio n   in to   an   el ec tr ical  s i g n al  a n d   m o d u late s   th li g h s o u r ce   to   g en er ate  an   o p tical  s ig n a d ep e n d in g   o n   t h m o d u latio n   f o r m a t.   T h is   m o d u lated   b ea m   p a s s es   t h r o u g h   a   tele s co p ( co lli m ati n g   le n s )   to   ex p a n d   th e   o p tical  b ea m   w h ic h   r ed u ce s   th d if f r ac ti v e f f ec t h at  s p r e ad   o u th b ea m   [ 1 0 ] .   T h en ,   t h tr an s m itted   o p tical  b ea m   p r o p ag ates  th r o u g h   at m o s p h er ic  c h a n n e l ,   w h er it  s u f f er s   s o m p h y s ical  p r o c ess es  in h er en t   to   at m o s p h er lik f r eq u e n c y - s elec ti v ab s o r p tio n ,   s ca tter in g ,   tu r b u le n ce   an d   s p o r ad ic  m is a lig n m e n o f   tr an s m itter   an d   r ec eiv er   d u to   d is p lace m e n t   [ 3 ] .   T h p r o p a g ated   s i g n al  is   th e n   co llecte d   b y   r ec ei v er ,   w h ich   co n s is ts   o f   a   tele s co p e,   m atc h ed   o p tical  f il ter ,   d ec o d er   an d   d etec to r   to   g e t h o u tp u s i g n al.   T h m ain   p u r p o s o f   t h tele s co p is   to   co llect  th o p tical  s i g n al  an d   to   f o r m   th b ea m   s ize  s m a ll e n o u g h   to   f it i n to   th d etec t o r   [ 1 0 ] .             Fig u r 1 .   T y p ical  b lo ck   d iag r am   o f   F SO c o m m u n ica tio n   s y s t e m s       T h er is   al w a y s   tr ad eo f f   a m o n g   c h an n el  le n g th ,   b it  r ate   an d   er r o r   p er f o r m a n ce   d u r in g   d esi g n i n g   th co m m u n icatio n   s y s te m s .   I n   FS O   co m m u n ica tio n ,   t h l in k   p er f o r m a n ce   is   tr u l y   i n f l u en ce d   b y   w ea t h er   co n d itio n s ,   t h s i g n al   d eg r ad atio n   ca u s ed   b y   w ea th er   i s   k n o w n   as   at m o s p h er ic  atte n u atio n   ef f ec ts   [4 ,   1 1 ,   12] Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s 2019  :   3 1 3 0   -   3138   3132   T h m o s t   co m m o n   at m o s p h er i atten u atio n   f ac to r s   ar e   b ea m   d iv er g e n ce ,   ab s o r p tio n ,   s ca tte r in g   an d   r ef r ac ti v e   tu r b u le n ce   [4 ,   1 1 ] .   I n   th f o llo w i n g   s ec tio n s ,   th i m p ac o f   a t m o s p h er ic  atte n u atio n   o n   F S lin k   p er f o r m an ce   to   m ea s u r th f ea s ib ilit y   o f   F SO lin k   d ep lo y m e n t   i s   h i g h li g h ted   an d   th eo r etica l a s s u m p tio n s   ar m ad e.       3.   I M P ACTS   O F   AT M O SPH E RE   O F SO   T h atm o s p h er co n tain s   m o lecu le s   lik Ni tr o g en ,   Ox y g e n ,   W ater   an d   C ar b o n   d io x id e.   B esid ae r o s o ls   lik h az e,   f o g ,   d u s t,  s o il  etc  ar also   p r esen in   t h at m o s p h er e.   A ll  th ese  m o lecu le s   an d   ae r o s o ls   co n tr ib u te   atte n u ati o n   to   w a v tr av el s   t h r o u g h   th e   f r ee   s p ac e.   B y   d ef i n iti o n   t h at m o s p h er i c   atten u atio n   is   p r o ce s s   t h r o u g h   w h ic h   s o m o r   all  elec tr o m ag n etic   en er g y   is   lo s d u r i n g   p r o p ag atio n .   T h er ar th r ee   b asic  p h e n o m e n o n ,   n a m el y ,   ab s o r p tio n ,   s ca tt er in g   a n d   at m o s p h er ic  t u r b u len ce   w h ic h   ad d   atten u atio n   d u r i n g   th p r o p ag atio n   [ 4 ,   1 2 ] .   I n   ca s o f   o p tica s ig n al  p r o p ag atio n   th r o u g h   f r ee   s p ac th ef f ec t   o f   ab s o r p tio n   is   n eg l ig ib le  d u to   s elec tiv w av ele n g t h   [ 1 ,   1 3 ,   1 4 ] .   A b s o r p tio n   h as  v er y   litt le  e f f ec w h e n   th w av ele n g th   i s   in   b et w ee n   7 8 0   n m   to   1 6 6 2   n m   [ 1 5 ] Mo r eo v er ,   th w a v ele n g th   1 5 5 0   n m   o f f er s   s o m e   ad d itio n al  ad v an tag e s   [ 1 6 ] ,   h en ce ,   th e   n o m i n ated   w av ele n g th   in   th is   w o r k   is   1 5 5 0   n m .   T h er ef o r e,   it  ca n   b e   ass u m ed   t h at  th at m o s p h er ic  atten u atio n   i s   co n tr ib u ted   b y   s ca tter in g   an d   tu r b u len ce   e f f ec t   o n l y   [ 1 1 ,   1 2 ] .     3 . 1 .     Sca t t er ing   e f f ec t   o n F S O   Du to   th p h y s ical  in ter ac t i o n   a m o n g   tr av e lli n g   elec tr o m ag n etic  w a v e,   m o lec u le s   an d   ae r o s o ls   p r esen ted   in   t h e n v ir o n m e n d is p er s al  o f   b ea m   o f   r ad iatio n   i n   d i f f er e n d ir e ctio n   is   k n o w n   a s     s ca tter in g   [ 4 ] .   A   v er y   cr u cial  p ar am eter   to   d eter m i n t h n a tu r o f   s ca tter i n g   is   c h ar ac ter is tic  s i ze   p ar a m ete r   0 = 2  /     w h er   is   t h r ad i u s   o f   t h a er o s o p ar ticle  an d     is   t h o p er atin g   w av e len g t h   o f   t h o p tical   s ig n al  [ 1 6 ] .   A s   t y p ical  w av ele n g t h   u s ed   i n   F SO  is   in   µ m   r a n g s o   t h er is   n o   lo g ical  r ea s o n   o f   0   to   b v ar ied   m u c h   le s s   t h an   1 .   T h ty p ical  v alu i s   eit h er   0 1   o r   0 1   [ 1 6 ] .   T h u s ,   th e   at m o s p h er ic  atte n u a tio n   d u to   s ca tter in g   ca n   b co m p u ted   b y   Mie   s ca tter in g   th eo r y   w h en   0 1   an d   N o n - Select iv ( Geo m etr ical  o p tics )   s ca tter in g   w h e n   0 1   [ 1 7 ] .   Du r i n g   th w i n ter   s ea s o n ,   w h en   th n u m b er   o f   f o g g y   d a y s   i n cr ea s e s   th o p tical   s ig n al  i n   f r ee   s p ac m a y   b s c atter ed   h ea v il y   i n   B an g lad es h .   Mie   s ca tter in g   i s   ap p licab le  w h e n   f o g   an d   h az e   d r o p lets   ex is t in   t h at m o s p h er e.   T h s ca tter in g   co ef f icie n t i s   co m p u ted   b y   [ 1 3 ,   1 5 ,   1 7 ] .      = ( 3 . 91 ) ( 0 . 55  )     [ d B /k m ]   ( 1 )     Her e ,     is   v i s ib ilit y   r a n g i n   km ,     is   th i n cid en w a v ele n g t h   in   μ m   an d     is   th s ize  d is tr ib u tio n   o f   th e   s ca tter in g   p ar ticles,  t y p ica ll y   v ar ies  f r o m   0 . 7   to   1 . 6   d ep en d in g   o n   th v is ib ilit y   co n d itio n   in   ter m s   o f   r an g e   [ 1 6 ] .   W h en   th p ar ticle  s ize  i s   m u ch   lar g er   co m p ar to   th w a v ele n g t h   o f   t h o p er atin g   s ig n a th s ca tter in g   o cc u r s   d u to   th n o n - s elec t iv o r   g eo m etr ical  s ca tter i n g .   I n   B an g lad es h   r ain   m a y   c au s t h is   t y p o f   s ca tter in g   d u r i n g   r ai n y   s ea s o n .   T h s ca tter in g   co ef f icie n t d u e   to   n o n - s elec ti v s ca tter i n g   is   [ 1 8 ] .        =   2  ( )       ( 2 )     Her e,     is   th r ad iu s   o f   r ai n d r o p   in   cm   is   th r ai n d r o p   d is tr ib u tio n   in   c m 3   an d      is   th s ca t ter in g   co ef f icie n w h ic h   h a s   u s u al  v a lu o f   2   [ 1 8 ] .     3 . 2 .     At m o s p heric  t urb ulenc e     T h te m p er atu r ab o v t h e ar th   s u r f ac e   b ec o m es   co o ler   as  t h altit u d i n cr ea s es   f r o m   t h s u r f ac e.   T h is   is   b ec au s o f   r elea s o f   s o lar   r ad iatio n   b y   t h ea r th .   T h at  ca u s es  r an d o m   c h an g i n   r ef r ac ti v e     in d ex   [ 7 ,   1 9 ] .   A d d itio n   to   s o lar   r ad iatio n ,   b ec au s o f   t h v ar iatio n   o f   p r ess u r a n d   w i n d   s p ee d   th r ef r ac tiv e   in d ex   a ls o   s h o w s   s i m ilar   p r o p er ty .   T h is   in co n s i s te n c h ar ac ter is tic  o f   r ef r ac ti v i n d ex   c au s e s   at m o s p h er i c   tu r b u le n ce   an d   ca n   b v ie w e d   as  d is cr ete  ce lls   o r   ed d ies  o f   d if f er e n te m p er at u r ac tin g   lik r ef r ac tiv e     p r is m   [ 7 ] .   I ca u s es  w av f r o n d is to r tio n   b y   p h a s s h i f ti n g   o f   t h p r o p ag atin g   o p tical  s ig n a an d   in ten s it y   d is to r tio n .   B u b et w ee n   th e s t w o   t y p es  o f   d is to r tio n ,   in te n s it y   d i s to r tio n   is   t h m o s s ig n i f i ca n an d   k n o w n   a s   s cin t illatio n   [ 1 5 ] .   T h ef f ec o f   at m o s p h er ic  tu r b u len ce   b ec o m es  m o s tl y   i n d icativ i n   t h m id d a y   o r   m id   n i g h t   d u to   th e   m a x i m u m   te m p er a tu r d if f er en ce   cr ea ted   at  t h es ti m e s   allt h o u g h   t u r b u le n ce   ef f ec d eg r ad es  t h e   o p tical  s ig n a q u alit y   th r o u g h o u w h o le  d a y .   T h atm o s p h er ic   tu r b u le n ce   lo s s   ca u s ed   b y   s ci n ti llatio n   i s   p r o p o s ed   b y   R y to v   a n d   r ec o m m en d ed   b y   I T is   g iv e n   as  f o l lo w s   [ 1 5 ] :       ( ) = 2 × 23 . 17 × 7 / 6 × × 2 × 11 / 6 ( dB )   ( 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Ter r e s tr ia l f r ee   s p a ce   o p tica co mmu n ica tio n s   in   b a n g la d es h :   tr a n s mis s io n   ch a n n el…     ( K a z i S h a h id u z z a ma n )   3133   Her e,     is   th o p tical  w a v n u m b er ,     is   th li n k   le n g th   i n   k m   a n d   2   is   t h r ef r ac ti v in d ex   s tr u ct u r e   p ar am eter   ( R I SP )   in   m 2 / 3 .     T h ty p ical  v alu o f   R I SP   2   is   1 . 3   f o r   p lan er   w a v an d   0 . 5   f o r   s p h er ical  w av e   [ 1 8 ] .   B asicall y   it  d ep en d s   o n   t h g eo g r ap h ical  lo ca tio n   ( alti t u d ab o v s ea   lev el)   a n d   w in d   s p ee d .   A   co m m o n   an d   w id el y   u s ed   m o d el  to   d eter m in t h i s   is   H u f n a g el - Valle y   ( H - V)   m o d el   [ 1 3 ,   1 4 ,   1 5 ] .       4.   T YP I C A L   W E A T H E CO NDIT I O I B AN G L ADE S H   As  th a t m o s p h er ic  atte n u a ti o n   an d   t u r b u len ce   is   d ep en d en lar g e l y   o n   th w ea th er   co n d itio n s   m ai n l y   v i s ib ilit y ,   r ai n f all  an d   w in d   s p eed   [ 2 0 ,   2 1 ] ,   o u r   co n ce r n   is   o n   a n al y zin g   t h e   f ea s ib ilit y   o f   F SO   tech n o lo g y   i n   B an g lad es h .   T h er ef o r e,   it  b ec o m es  e s s e n t ial  to   test   t h w ea t h er   i m p a cts  o n   F SO  s i g n al   p er f o r m a n ce   f r o m   th p er s p e ctiv o f   B an g lad es h .   Fo r   th i s   p u r p o s e,   s ev e n   citie s   o f   d i f f er en t   r eg io n s   n a m ed   Dh a k a,   R aj s h a h i,  C h itta g o n g ,   S y l h et,   R a n g p u r ,   M y m en s i n g h   a n d   B ar is al  in   B an g lad esh   h av b ee n   s e lecte d   an d   co m p l y   f o r   th in v es tig a ti o n .   T h r ea s o n   b eh in d   s elec ti n g   t h ese  cit ies  n o o n l y   b ec au s o f   th eir   d i f f er e n t   w ea t h er   an d   at m o s p h er ic  d iv e r s it y   b u al s o   th r esu lt  w i ll  r ep r esen th p r o s p ec ts   o f   d ep lo y i n g   th i s   ev o l v i n g   tech n o lo g y   h er in   B an g lad es h .   T h d ata  o f   v is ib ilit y   f r o m   J an u ar y   2 0 1 3   to   J u n 2 0 1 6   is   co llected   f r o m   t h B an g lad es h   Me teo r o lo g ical  Dep ar t m e n ( B MD )   [ 2 2 ] .   T h d ata  o f   v i s ib i lit y   h a v b ee n   u s ed   to   d eter m in th Mie   s ca tter in g   e f f ec t.  A s   B a n g lad esh   f ac es  n o o n l y   h ea v y   r ai n f all  e v er y   y ea r   d u r i n g   m o n s o o n ,   b u also   l ig h to   m ed iu m   r ai n f all   th r o u g h o u t   t h y ea r .   T h r ain f all   d ata  i s   a ls o   co llected   f r o m   B MD   f o r   t h s a m e   te n u r a n d   s a m e   lo ca tio n s .   B u t   f o r   ca lcu l atin g   t h a t m o s p h er ic  t u r b u le n ce   o n l y   d ata  o f   w i n d   s p ee d   f r o m   J an u ar y   2 0 1 3   to   Dec e m b er   2 0 1 5   is   ac ce s s ib le  f o r   th s a m lo ca tio n s   w it h   t h co r r esp o n d in g   altit u d e.       4 . 1 .     Sca t t er ing   co ef f icient     du t o   m ie  a nd   ra infa ll   T h v is ib ilit y   d ata  a n d   th r ain f a ll  d ata  ar u s ed   to   d eter m i n th to tal  s ca tter i n g   co ef f ici en t.  I n   ca s e   o f   an al y z in g   v i s ib ilit y   a n d   r ain f a ll  d ata,   m o n th l y   d ata  f r o m   J an u ar y   2 0 1 3   to   J u n 2 0 1 6   h a s   b ee n   ac ce s s ed   an d   ca lcu lated   t h m a x i m u m ,   m i n i m u m   a n d   av er a g v is ib ili t y   a n d   r ain f all  r ate  to   a n al y s d i f f e r en co n d itio n   lik e   clea r   s k y   to   w o r s ca s co n d iti o n .   First,  th ef f ec o f   Mie   Sc atter in g   h as  b ee n   co n s id er ed .   T h v is ib ilit y   h as  a   d ir ec ef f ec o n   Mie   Scatter i n g .   Fig u r 2   s h o w s   t h ch a n g in   v is ib ilit y   o v er   ti m f o r   th s el ec ted   s ev en   citie s .   Am o n g   t h s e v en   cit ies R aj s h ah i s h o w s   b est r es u lt  w h er th av er ag v is ib ilit y   i s   m o r e   th an   6   k m ,             Fig u r 2 .   C h a n g i n   v is ib ili t y   o v er   ti m e       w h ile  t h m a x i m u m   a n d   m i n i m u m   v is ib ili t y   ar 6 . 6   an d   5   k m   r esp ec ti v el y .   T h v is ib ilit y   p atter n   o f   M y m en s i n g h   v ar ies   s h ar p l y   d u r in g   t h w h o le  y ea r .   M y m en s in g h   r ea ch e s   to   t h m a x i m u m   v is ib ilit y   ar o u n d   7   k m   ar o u n d   J u n a n d   J u l y   ea ch   y ea r   th e n   s tar ts   to   f all  a n d   r ea ch es  to   ar o u n d   2   k m   i n   t h w i n ter   s ea s o n .   R an g p u r   an d   S y l h et  s h o w   t h lo w er   v i s ib ilit y   p atter n   w it h   an   av er ag v is ib ilit y   o f   3 . 7 9 2 2   k m   a n d   3 . 9 0 1 5   k m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s 2019  :   3 1 3 0   -   3138   3134   r esp ec tiv el y .   I is   s ee n   f r o m   F ig u r 2   t h at  d u r in g   t h m o n t h   b et w ee n   A p r il  to   Octo b er   all   o th er   cities   ex ce p t   M y m en s i n g h   m ai n tai n   m a x i m u m   v is ib il it y .   A th b eg in n i n g   o f   th w i n ter   s ea s o n   ( No v e m b er )   th v is ib ili t y   s tar ts   to   d ec r ea s a n d   th w o r s v is ib ilit y   co n d it io n   ap p ea r s   d u r in g   J an u ar y   to   Feb r u ar y   ea ch   y ea r   i n   all   o v er   B an g lad es h .     As  t h v i s ib ilit y   h as  d ir ec i m p ac o n   d eter m i n in g   t h Mie   Scatter i n g ,   s o   th T a b le  1   p r esen ts   m ax i m u m ,   m in i m u m   an d   av er ag v i s ib ilit y   r an g e,   an d   Mie   s ca tter in g   co ef f icien t f o r   th s el ec ted   s ev en   ci ties .       T ab le  1 .   Mie   s ca ttrin g   co ef f ici en t a n al y s is   a m o n g   th s elec te d   cities   C i t i e s   A v e r a g e   V i si b i l i t y   ( k m)   M a x i m u m   V i si b i l i t y   ( k m)   M i n i m u m   V i si b i l i t y   ( k m)   A v e r a g e   M i e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   M i n   M i e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   M a x   M i e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   D h a k a   3 . 9 0 5 2 1 2   4 . 9 0 6 4 5 2   1 . 9 4 5 1   0 . 3 8 5 6 5   0 . 2 8 4 6 7 6   0 . 9 4 3 4 5 1   R a j s h a h i   6 . 0 7 6 4 7 9   6 . 6 0 9 6   4 . 9 0 3 2   0 . 2 1 3 0 4 2   0 . 1 5 3 8 3   0 . 2 8 4 9 3   C h i t t a g o n g   4 . 4 8 2 2 1 9   5 . 6 5 8   3 . 1 0 3 2   0 . 3 2 1 2 8 3   0 . 2 3 4 8 1 6   0 . 5 2 0 6 6 9   S h y l e t   3 . 9 0 1 5 3 3   4 . 4 7   2 . 9 9 6 7   0 . 3 8 6 1 2 9   0 . 3 2 2 4 5 4   0 . 5 4 4 7 1   R a n g p u r   3 . 7 9 2 2 1 2   4 . 3 6 7 7   2 . 6 7 4 1   0 . 4 0 0 8 4 5   0 . 3 3 2 5 4 5   0 . 6 3 0 5 9 5   M y me n si n g h   5 . 0 9 3 0 8 8   6 . 7 0 6 6   2 . 0 0 6 4   0 . 2 7 0 7 3 5   0 . 1 5 1 6 0 5   0 . 9 0 7 4 6 8   B a r i s a l   4 . 4 8 5 8 0 2   5 . 4 7 4 1   2 . 7 8 0 6   0 . 3 2 0 9 4 1   0 . 2 4 5 5 8 8   0 . 5 9 9 8 0 3       Fro m   T ab le  1 ,   it  is   clea r ly   s ee n   th at  cit ies  w it h   lo w er   v is ib ilit y   s h o w   h i g h er   Mie   s ca tter in g   co ef f icie n t   h e n ce   h i g h er   at m o s p h er ic  atte n u at io n .   T h att en u at io n   d u to   Mie   s ca tter i n g   is   m a x i m u m   i n   Dh a k a,   R a n g p u r   a n d   S y l h et.   T h av er ag e   Mie   s ca tter i n g   co ef f icie n ts   o f   th e s cit ies  ar 0 . 3 8 5 6 5   d B /k m ,   0 . 4 0 0 8 4 5   d B /k m   a n d   0 . 3 8 6 1 2 9   d B /k m   r esp ec ti v el y .   W h il R aj s h a h a n d   M y m en s in g h   s h o w   lo w er   Mie   s ca tter in g   co e f f icien t   w h ich   ar 0 . 2 1 3 0 4 2   d B /k m   a n d   0 . 2 7 0 7 3 5   d B /k m .   Fro m   T ab l 1 ,   it  ca n   b ea s il y   co n s id er ed   th av er ag v i s ib il it y   r an g f o r   all  o v er   B an g lad esh   is   ar o u n d   4   k m .   On m o r e   p o in ca n   b n o ted   th at  D h a k an d   M y m e n s in g h   s h o w   w o r s Mie   s ca tter i n g   ef f ec ( m a x i m u m   Mie   s ca tter in g   co ef f icie n ar 0 . 9 4 3 4 5 1   d B /k m   an d   0 . 9 0 7 4 6 8   d B /k m ) .   W h ile  th cit y   o f   C h itta g o n g   an d   B ar is al  ca n   b c o n s id er ed   as   m o d er atel y   Mie   s ca t ter in g   af f ec ted   ar ea s .   An o th er   d o m i n a n s ca tter i n g   f ac to r   f o r   B an g lad esh   i s   r ain .   T h r ain   p r o f ile  f o r   th s elec ted   cities  h a s   b ee n   p lo tted   i n   F ig u r 3 .   Mo s t   o f   th e   r ain f all   o cc u r s   i n   b et w e en   A p r il   to   Octo b er   ea ch   y ea r .   Du r i n g   t h w in ter   s ea s o n   th e   r ain f al d ec r ea s es   b u t h er i s   h ea v y   f o g   i n   th e   at m o s p h er e.   An al y zi n g   t h r ai n f all  d ata,   it   is   f o u n d   th at  C h itta g o n g   an d   S y lh e ar th p lace s   w h er m ed iu m   r ain f all  o cc u r s .   On   t h o th er   h an d ,   th a m o u n o f   r ain f al i n   R aj s h ah i,  R a n g p u r ,   Dh a k a,   M y m e n s i n g h   an d   B a r is al  ca n   b co n s id er ed   as  li g h r ai n f al r eg io n .   T ab le  2   r ep r esen ts   all  r ain f all  d ata  f o r   th s e lecte d   s ev e n   cit i es  an d   also   p r o v id es  i n f o r m ati o n   ab o u s ca tter i n g   lo s s   d u to   r ain   r esp ec ti v el y .           Fig u r 3 R ain f all  f o r   th s el ec ted   s ev en   ci ties   o f   B an g lad es h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Ter r e s tr ia l f r ee   s p a ce   o p tica co mmu n ica tio n s   in   b a n g la d es h :   tr a n s mis s io n   ch a n n el…     ( K a z i S h a h id u z z a ma n )   3135   T ab le  2 .   No n - s elec ti v s ca tter i n g   d u to   r ain f al l   C i t i e s   A v e r a g e   r a i n f a l l   i n   m m / h r   Ma x i m u m   r a i n f a l l   i n   m m / h r   A v e r a g e   N o n - S e l e c t i v e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m )   Ma x   N o n - S e l e c t i v e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m )   D h a k a   4 . 4 7   2 0 . 1 0   2 . 0 1 5   8 . 5 3 9   R a j s h a h i   3 . 4 4   1 1 . 5 8   0 . 8 6 9   6 . 1 4 5   C h i t t a g o n g   8 . 0 0   5 0 . 1 6   4 . 5 3 9   1 2 . 5 1 2   S yl h et   1 1 . 1 1   3 3 . 4 7   5 . 9 6 5   1 0 . 7 5 4   R a n g p u r   5 . 3 2   2 2 . 1 6   2 . 7 6 9   8 . 9 6 4   My m e n s i n g h   5 . 1 5   1 8 . 0 3   2 . 6 2 9   8 . 0 6 8   B a r i s a l   5 . 4 5   2 5 . 3 2   2 . 8 7 3   9 . 5 4 3       I n   ca lcu lati n g   th s ca tter in g   c o ef f icie n t,  t h w av ele n g t h   o f   th o p tical  s ig n al  is   co n s id er e d   as  1 5 5 0   n m   a n d   th r ai n d r o p   s ize  is   0 . 0 0 3   cm .   A s   S y l h et  is   i n   h ill y   r eg io n   o f   B a n g lad es h   a n d   af f ec ted   b y   r ain ,   t h i s   cit y   p o s s ess es   m o s n o n - s elec ti v atten u atio n   co ef f icie n o n   a n   a v er ag ( ar o u n d   6   d B /k m ) .   T h e   m a x i m u m   r a in f all   o cc u r s   in   C h itta g o n g ,   s o   th wo r s s ca tter in g   ef f ec ca u s ed   b y   r ai n   s ee n   in   th at  cit y   ( m o r th an   1 2   d B /k m   w it h   an   av er a g o f   4 . 5 3 9   d B /k m ) .   Me an w h ile,   th c it y   o f   R a j s h ah s h o w s   m in i m u m   n o n - s elec ti v s ca tter i n g   atten u atio n   p r o f ile  w h ic h   h as  co ef f icie n o f   o n l y   0 . 8 6 9   d B /k m .   O n i m p o r ta n o u tco m o f   th i s   ca lcu lat io n   i s   th at  all  o th er   cities  o f   co n s id er atio n   h av a n   av er ag s ca tt er in g   co ef f icie n f r o m   2   to   3   d B /k m .   Fro m   th e   ab o v an al y s is ,   it  ca n   b ea s i er   to   co n s id er   th av er ag lin k   len g t h   an d   atten u atio n   p r o f ile  d u to   s ca tter in g   f o r   th ese  citie s .   T ab le  3   s h o w s   th o v er all  av er a g s ca tter i n g   co ef f icien f o r   th s elec ted   cities.   I is   clea r l y   o b s er v ed   f r o m   th e   T ab le  3   th a th e   d o m i n an t   s ca t ter in g   f ac to r   is   d u e   to   r ain   f o r   all  citie s .   Mie   s ca tter i n g   p la y s   co m p ar ati v el y   s m all  r o le  in   s c atter in g   atten u atio n .       T ab le  3 .     T o tal  s ca tter in g   co e f f icie n t f o r   t h s elec ted   cities   C i t i e s   A v e r a g e   L i n k   L e n g t h   ( k m)   A v e r a g e   M i e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   A v e r a g e   N o n - S e l e c t i v e   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   T o t a l   S c a t t e r i n g   C o e f f i c i e n t   ( d B / k m)   D h a k a   3 . 9 0   0 . 3 8 5   2 . 0 1 5   2 . 4   R a j s h a h i   6 . 0 7   0 . 2 1 3   0 . 8 6 9   1 . 1 7 2   C h i t t a g o n g   4 . 4 8   0 . 3 2 1   4 . 5 3 9   4 . 8 6 0   S y l h e t   3 . 9 0   0 . 3 8 6   5 . 9 6 5   6 . 3 5 1   R a n g p u r   3 . 7 9   0 . 4 0 0   2 . 7 6 9   3 . 1 6 9   M y me n si n g h   5 . 0 9   0 . 2 7 0   2 . 6 2 9   2 . 8 9 9   B a r i s a l   4 . 4 8   0 . 3 2 0   2 . 8 7 3   3 . 1 9 3       4 . 2 .     At m o s ph er ic  t urb ulence  ef f ec t   A t m o s p h er ic  t u r b u len ce   ef f ec ca u s es  b ea m   s teer in g ,   b ea m   d iv er g e n ce   a n d   s ci n til latio n   ef f ec t h a t   d eg r ad es  th p er f o r m an c o f   FS li n k   s i g n i f ican tl y   [ 1 6 ,   1 7 ] .   T h o p tical  tu r b u len ce   is   th r esu lt  o f   v ar iatio n   o f   r ef r ac ti v i n d ex   in   th e   at m o s p h er e.   T h v ar iatio n   o f   te m p er atu r in   t h at m o s p h er ca u s e s   t h v ar ia tio n   o f   r ef r ac tiv i n d ex   [ 1 7 ] .   T em p er atu r ch an g es  d u to   ch an g o f   altit u d an d   w i n d   s p ee d   in   t h at m o s p h er e   [ 2 3 ] T h u s ,   altit u d an d   w i n d   s p ee d   ar th cr u cial  f ac to r s   t h at  d et er m in th s ev er it y   o f   th a t m o s p h er ic  tu r b u le n c e   ef f ec t T h v ar iatio n   o f   w i n d   s p ee d   f o r   th y ea r   2 0 1 3   to   2 0 1 5   h as  b ee n   p lo tted   in   F ig u r 4   b as ed   o n   th d ata   co llected   f o r   th s elec ted   s e v e n   cities.   Fig u r 4   d em o n s tr ate s   th at  a v er ag w in d   s p ee d   is   1 . 0 8 5   m /s ,   1 . 1 5 1   m /s ,   3 . 2 6 3   m / s ,   1 . 0 9 3   m /s ,   1 . 5 6 4   m /s ,   0 . 9 9 7   m /s   a n d   0 . 8 8 4   m / s   f o r   Dh a k a,   R aj s h ah i,  C h itta g o n g ,   S y l h et,   R a n g p u r ,   M y m e n s i n g h   a n d   B ar is al   r esp ec tiv el y .   I is   al s o   o b s er v ed   th at  m a x i m u m   a v er ag w i n d   s p ee d   is   f o r   C h it tag o n g   wh er altitu d is   1 5   a n d   m in i m u m   a v er ag w in d   s p ee d   is   f o r   B ar is al  w h er a ltit u d is   4   m .   A ll  th e   ca lcu la ted   r esu lt s   ar ar r an g ed   in   th f o llo w i n g   T ab le  4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s 2019  :   3 1 3 0   -   3138   3136       Fig u r 4 .   W in d   s p ee d   p r o f ile  f o r   th s elec ted   s ev e n   citie s       T ab le  4 .   A tten u atio n   d u to   atm o s p h er ic  t u r b u le n ce         T h s tr en g t h   o f   a t m o s p h er ic  tu r b u le n ce   ef f ec d ep en d s   o n   th v a lu o f   r ef r ac ti v i n d ex   s tr u ctu r e   p ar am eter   ( R I SP ) .   T h r ef r ac tiv i n d ex   s tr o n g l y   v ar ies  n o o n l y   w it h   t h v ar ia tio n   o f   altit u d o f   th p lace ,   b u t   also   w it h   g eo g r ap h ic   lo ca tio n ,   clo u d   co v er   a n d   te m p er at u r v ar ia tio n s   [ 4 ] .   T h av er a g R I SP   h a s   b ee n   co m p u ted   2 . 16 × 10 9     2 . 43 × 10 9     1 . 28 × 10 8     2 . 47 × 10 9     6 . 92 × 10 9     1 . 43 × 10 9       an d     2 . 54 × 10 10   f o r   Dh a k a,   R aj s h a h i,  C h itta g o n g ,   S y lh e t,  R a n g p u r ,   M y m en s i n g h   a n d   B ar is al  r esp ec tiv el y .   T h m ax i m u m   a v er ag R I SP   h as  b ee n   f o u n d   f o r   C h it tag o n g   a n d   m i n i m u m   f o r   B ar is al.   T h t y p ical  r an g o f   R I SP   is   1 0 - 17   m - 2/3   ( co n s id er ed   as  w ea k   tu r b u len ce )   to   1 0 - 12   m - 2/3   ( co n s id er ed   as  s tr o n g   tu r b u len ce )   [ 4 ] .   An al y zin g   th e   co m p u ted   d ata ,   it  ca n   b s tated   t h at   t h e f f e ct  o f   at m o s p h er ic  tu r b u le n ce   is   s tr o n g   i n   al t h s elec ted   cities.    T h r ec eiv ed   s ig n al  o p tical  p o w er   v ar iatio n s   ca u s s cin t ill atio n   ef f ec [ 4 ] .   T h av er ag s cin t illatio n   in d ex   is   m ea s u r ed   1 . 6 5   ×  1 0 - 5 ,   4 . 1 8   ×  1 0 - 5 ,   1 . 2 6   ×  1 0 - 5 ,   1 . 8 9   ×  1 0 - 5 ,   5 . 0 2   ×  1 0 - 5 ,   1 . 7 9   ×  1 0 - 5   an d   2 . 5   ×  1 0 - f o r   Dh a k a,   R aj s h a h i,  C h i ttag o n g ,   S y l h et,   R a n g p u r ,   M y m e n s in g h   an d   B ar is al  r esp ec ti v el y .   T h m a x i m u m   a v er ag e   s cin t illatio n   i n d ex   is   o b s er v ed   f o r   C h it tag o n g   an d   m i n i m u m   f o r   B ar is al.     T h in cr ea s e   o f   o p tical  tu r b u le n ce   in cr ea s es  t h s ci n til l atio n   i n d ex   d r a m atica ll y   [ 4 ] ,   th m ea s u r ed   d ata  also   p r o v es  th at.   I n   ca lcu lati n g   th e   atten u atio n   d u to   s cin till atio n ,   t h li n k   le n g t h   i s   co n s id er ed   to   b eq u al  to   t h v is ib ili t y   len g th   o f   ea c h   cit y .   T h m ax i m u m   lo s s   d u to   s cin t illatio n   h a s   b ee n   f o u n d   in   C h itta g o n g   w it h   a n   a v e r ag atte n u atio n   o f   0 . 0 9 7 6   d B ,   w h er ea s ,   B ar is al  is   less   a f f ec ted   b y   t h is   atte n u a tio n .   On p o in m u s b m en t io n ed   th at  n o   cities   u n d er   co n s id er atio n   h a v s e v e r atten u at io n   ef f ec t s   d u to   at m o s p h er ic  t u r b u le n ce .       5.   CO NCLU SI O N     T h is   w o r k   f o cu s ed   o n   t h p r o s p ec ts   an d   t h f ea s ib ilit y   o f   th e m er g in g   FS tech n o lo g y   f r o m   t h e   at m o s p h er ic   co n te x t   o f   B a n g l ad esh .   As  m e n tio n ed   ea r lier   t h at  B an g lad esh   i s   e n ter in g   to   n e w   er a   o f   s atelli te  co m m u n icatio n s   s o o n   to   m ee t   th d e m a n d   o f   lar g el y   i n cr ea s in g   i n ter n et  a n d   h i g h   s p ee d   d ata  co m m u n icatio n   a m en ities .   T h n ec e s s i t y   o f   d ep lo y i n g   FS tech n o lo g y   is   b ec o m i n g   cr u cial  to   m ee t h e   d em a n d   i n   th n ea r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Ter r e s tr ia l f r ee   s p a ce   o p tica co mmu n ica tio n s   in   b a n g la d es h :   tr a n s mis s io n   ch a n n el…     ( K a z i S h a h id u z z a ma n )   3137   f u tu r e.   Her e,   th o r o u g h   in v es tig atio n   h a s   b ee n   p er f o r m ed   to   id en tify   t h f ea s ib ilit y   o f   d ep lo y i n g   FS O   tec h n o lo g y   i n   ter m s   o f   p r o p ag atio n   ch a n n el  c h ar ac ter izatio n .     Af ter   an al y zi n g   t h m ea s u r ed   d ata,   it  ca n   b e   s tated   th at  F SO  tech n o lo g y   is   f ea s ib le  f o r   s h o r r an g co m m u n ica tio n s   lin k ,   s i n ce   th a v er ag v i s ib ilit y   r a n g e   in   B an g lad es h   i s   v er y   lo w   w h ic h   i s   ar o u n d   4   k m   to   k e ep   th s ca tter in g   at ten u atio n   in   o p ti m u m   r a n g e.   Mo r eo v er ,   th a n al y s is   d e m o n s tr ate s   t h at  t h a t m o s p h er ic  t u r b u le n ce   e f f ec is   s tr o n g   in   B an g lad es h   t h at  ca n   atten u ate  t h s i g n al  q u al it y   s ig n if ican t l y .   I n   th is   cir c u m s t an ce ,   to   o p ti m ize  t h t u r b u le n ce   ef f ec a n te n n a   ap er tu r av er ag i n g   tec h n iq u n ee d s   to   b im p le m e n ted   at  r ec eiv er   en d   w ith   g r ea ter   ac cu r ac y .   T h m ea s u r ed   d ata  also   s h o w s   t h at  if   it  is   p o s s ib le  to   k ee p   th at m o s p h er ic  tu r b u len ce   e f f ec b elo w   th e   th r esh o ld   v al u b y   ap p ly i n g   e f f ec t iv e   m et h o d   t h e n   F SO  tec h n o lo g y   w ill  b f ea s ib le  as  an   alter n a tiv e   an d   e f f e ctiv tec h n o lo g y   i n   p lace   o f   ex is ti n g   tech n o lo g ie s   f o r   s h o r t r an g ex tr e m el y   h i g h   s p ee d   w ir eles s   co m m u n icatio n   lin k s .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   r esear ch   w o r k   w as  s u p p o r ted   b y   J ati y Kab Kaz i   Naz r u I s la m   U n iv er s it y ,   B an g lad e s h .     T h au th o r s   w o u ld   li k to   th a n k s   t h Un iv er s it y   f o r   p r o v id in g   th n ec es s ar y   f u n d in g   f o r   th i s   r esear ch   w o r k .       RE F E R E NC E S   [1 ]   He n n e He n n ig e r,   Ota k a W il fe rt,   A n   In tro d u c ti o n   t o   F re e - sp a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n s ,”   J o u rn a l   o f   Ra d i o e n g in e e rin g ,   v o l.   1 9 ,   N o .   2 ,   Ju n e   2 0 1 0 .   [2 ]   A b d u lsa lam   G h a li b   A l k h o li d a n d   Kh a lee S a e e d   A lt o w ij ,   F r e e   S p a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n s - T h e o ry   a n d   P ra c ti c e s ,”   In T e c h 2 0 1 4 .   [3 ]   Jo h n   Ka u f m a n n ,   F re e   S p a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n s:  A n   Ov e rv iew   o f   A p p li c a ti o n a n d   T e c h n o l o g ies ,”   Bo sto n   IEE Co mm u n ica t io n s S o c iety   M e e ti n g ,   De c e m b e 2 0 1 1 .     [4 ]   A ru n   K.  M a ju m d a a n d   Je n n if e C.   Rick li n ,   F re e - S p a c e   L a s e c o m m u n ica ti o n s,  P rin c i p les   a n d   A d v a n c e s , ”  Nu m b e IS BN:  9 8 7 - 0 - 3 8 7 - 2 8 6 5 2 - 5 ,   S p rin g e r,   2 0 0 8 .   [5 ]   T . H.  Ca rb o n n e a u ,   D.R .   W isle y ,   Op p o rt u n i ti e a n d   c h a ll e n g e f o o p ti c a w irele ss th e   c o m p e ti ti v e   a d v a n tag e   o f re e   sp a c e   tele c o m m u n ica ti o n li n k in   t o d a y ’s  c ro w d e d   m a rk e p lac e ,”   in S PIE   C o n fer e n c e   o n   O p ti c a l   W ire les Co mm u n ica ti o n s ,   M A ,   1 9 9 8 .   [6 ]   M o rio   T o y o sh ima ,   T re n d in   L a se Co m m u n ica ti o n i n   S p a c e , S p a c e   j a p a n   Rev iew ,   (7 0 ):1 - 6 ,   Oc to b e r / No v e m b e 2 0 1 0 .   [7 ]   S .   Ra jb h a n d a ri  Z.   G h a ss e m lo o y ,   W .   P o p o o la.  Op ti c a W irele ss   C o m m u n ica ti o n S y ste m   a n d   Ch a n n e M o d e ll in g   w it h   M ATLA B ,   IS BN - 1 3 :9 8 7 - 1 - 4 3 9 8 - 5 2 3 5 - 4 .   CRC  P re ss ,   2 0 1 3 .   [8 ]   G o o d w in   F .   E. ,   A   re v ie w   o f   o p e ra ti o n a las e c o m m u n ica ti o n   sy ste m s ,”   Pro c e e d in g o f   IEE E ,   5 8 ,   p p .   1 7 4 6 - 1 7 5 2 ,   1 9 7 0 .   [9 ]   H.  El g a la,  R.   M e sle h   a n d   H.  Ha a s,  In d o o o p ti c a w irele s c o m m u n ica ti o n P o ten ti a a n d   sta te - of - th e - a rt ,”   IEE E   Co mm u n ica ti o n s M a g a zin e   4 9 ( 9 ),   5 6 - 62 ,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   B OU CHET ,   F re e - S p a c e   Op ti c s P r o p a g a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n , ”  He rm e s S c ien c e   Pu b li sh i n g ,   2 0 0 6 .   [1 1 ]   F .   Na d e e m ,   V .   Kv ice ra ,   M . S .   Aw a n ,   W e a th e e ff e c ts  o n   h y b rid   F S O/RF   c o m m u n ica ti o n   l in k ,   IE EE   J .   S e l.   Are a .   Co mm u n .   27 ,   9   De c e m b e r,   2 0 0 9 .   [1 2 ]   S .   A h m a d   Zab id i ,   W .   A Kh a tee b ,   M d .   Ra f iq u Isla m ,   A . W .   Na ji ,   T h e   e ffe c o f   w e a th e o n   f re e   sp a c e   o p ti c c o m m u n ica ti o n   (F S O)  u n d e tr o p ica w e a th e Co n d i ti o n s ,   in :   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Co mp u ter   a n d   Co mm u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   ( ICCCE  2 0 1 0 ) ,   Ku a la L u m p u r,   M a la y sia ,   1 1 - 1 3   M a y ,   2 0 1 0 .   [1 3 ]   S .   Ra jb h a n d a ri  Z.   G h a ss e m lo o y ,   W .   P o p o o la.  Op ti c a W irele ss   C o m m u n ica ti o n S y ste m   a n d   Ch a n n e M o d e ll in g   w it h   M ATLA B ,   IS BN - 1 3 :9 8 7 - 1 - 4 3 9 8 - 5 2 3 5 - 4 .   CRC  P re ss ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   M a z in   A li ,   A b d   A li   a n d   M ia m A b d u lattee f   M o h a m m e d ,   Eff e c o f   A t m o sp h e ric  A tt e n u a ti o n   o n   L a se r   Co m m u n ica ti o n f o V isi b le  a n d   I n f ra re d   W a v e len g th s , ”  J o u rn a o Al -   Na h ra i n   Un ive rs it y ,   Vo l. 1 6   ( 3 ),     p p .   1 3 3 - 1 4 0 ,   S e p tem b e 2 0 1 3 .   [1 5 ]   Ju li u s M o h a le,  M ich e ll e   R.   Ha n d u ra ,   T h o m a s O.  Ol w a l,   a n d   Clem e n N.  Ny iren d a c ,   F e a sib il it y   stu d y   o f   f re e - sp a c e   o p ti c a l   c o m m u n ica ti o n   f o S o u t h   Af ric a , ”  Op ti c a E n g i n e e rin g ,   Vo l.   5 5 (5 ),   p p .   0 5 6 1 0 8 ( - 01 - 1 0 ),   M a y   2 0 1 6 .   [1 6 ]   G h a ss e m lo o y   Z.   a n d   P o p o o la  W .   O.,   T e rre strial  F re e - S p a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n s,  M o b il e   a n d   W irele ss   Co m m u n ica ti o n Ne tw o rk   La y e r   a n d   Circu it   L e v e De s i g n ,”   S a l ma   Ai F a re a n d   F u miy u k Ad a c h ( Ed . ) ,   IS BN :   978 - 9 5 3 - 3 0 7 - 0 4 2 - 1 ,   I n T e c h ,   2 0 1 0 .   [1 7 ]   A b d u lsa lam   A l k h o li d a n d   K h a li A lt o w ij ,   E f fe c o f   Clea A t m o sp h e ric  T u rb u len c e   o n   Qu a li ty   o f   F re e   S p a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n in   W e ste rn   A sia ,”   Op ti c a Co mm u n ica t io n S y ste ms ,   Dr.  Na ro tt a m   Da s   (Ed . ) ,   In T e c h 2 0 1 2 ,   DO I:   1 0 . 5 7 7 2 /3 5   1 8 6 .     [1 8 ]   Hilal  A .   F a d h il a ,   A n g e la  Am p h a w a n b ,   T h a n a a   Hu ss e in   A b d a ,   Ha m z a   M . R.   Q1   A l - K h a fa ji ,   S . A .   A lj u n id a ,   Na sim   A h m e d , Op ti m iza ti o n   o f   f re e   sp a c e   o p ti c p a ra m e ters A n   o p ti m u m   so lu ti o n   f o b a d   w e a th e c o n d it io n s ,”   Op ti k   -   In ter n a t io n a J o u rn a f o r L i g h a n d   E lec tro n   O p ti c s V o l 1 2 4 ,   Iss u e 1 9 ,   P P .   3 9 6 9 - 3 9 7 3 ,   Oc to b e 2 0 1 3 .   [1 9 ]   N.  J.  V e c k . ,   A t m o sp h e ric  T ra n s m is sio n   a n d   Na tu ra Ill u m in a ti o n   (v isib le  to   m icro w a v e   re g io n s) ,   GEC  J o u rn a o f   Res e a rc h ,   3 (4 ) ,   2 0 9 2 2 3 ,   1 9 8 5 .     [2 0 ]   S .   Blo o m ,   E.   Ko re v a a r,   Un d e rst a n d in g   th e   p e rf o rm a n c e   o f   f r e e - s p a c e   o p ti c s , ”  J . Op ti k .   Ne tw .   2 ,   1 7 8 2 0 0 ,   Ju n e   6 ,   2 0 0 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s 2019  :   3 1 3 0   -   3138   3138   [2 1 ]   Ka z a u ra   K.,   O m a e ,   K.  S u z u k i,   T .   M a tsu m o to ,   M .   M u taf u n g wa ,   E.   M u ra k a m i,   T .   Tak a h a sh i,   K.   M a tsu m o to ,   H.   W a k a m o ri  &   Y.  A ri m o to ,   P e r f o r m a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   Ne x G e n e r a ti o n   F re e - S p a c e   Op ti c a Co m m u n ica ti o n   S y st e m ,”   IEI CE  T ra n sa c ti o n   o f   E lec tro n ics ,   E9 0 - C,   p p .   3 8 1 - 3 8 8 ,   2 0 0 7 .     [2 2 ]   Ba n g lad e sh   M e tro l o g ica De p a rtme n (BM D),  o f f icia w e b site:  h tt p :/ /b m d . g o v . b d /?/h o m e /   [2 3 ]   M .   G e b h a rt   a n d   A l,   M e a su re m e n o f   li g h a tt e n u a ti o n   in   d e n s e   f o g   c o n d it i o n f o o p ti c a w ir e les se li n k s ,   Pro c e e d in g o S PIE ,   v o l.   5 8 1 ,   2 0 0 5 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        K a z M d   S h a h i d u z z a m a n   is  c u r re n tl y   w o rk in g   a a n   A ss ist a n P r o f e ss o in   Ja ti y a   Ka b Ka z Na z ru l   Isla m   Un iv e rsit y ,   Ba n g lad e sh .   H e   is  w o rk in g   a a n   a c a d e m icia n   sin c e   2 0 1 0 .   He   h a d   a lso   w o rk in g   e x p e rien c e   a s res e a rc h   stu d e n i n   G e r m a n   A e ro sp a c e   Ce n ter (DL R)   f o 8   m o n th d u ri n g   His   M a ste r’s  T h e sis.  He   h a c o m p lete d   M S c .   in   El e c tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   HS - Bre m e n   Ge r m a n y ,   BS c .   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic  En g e n e rrin g   f ro m   KU E T ,   Ba n g lad e sh .   N o w   H e   is   stu d y in g   Do c to ra (P h D f ro m   HU S T ,   Ch in a .   In   h is ca re e r,   ti ll   t o   d a te  h e   h a s p u b l ish e d   six   ( 6 jo u r n a p a p e rs.              M a ju m d e r   Fa z le  H a i d e r   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a Lec tu re a BR A Un iv e r sit y ,   Ba n g lad e sh .   P ri o to   j o in in g   BRA Un iv e rsit y   h e   se rv e d   a a   Re se a rc h   a ss ista n a Re se a rc h   &   De v e lo p m e n d e p a rtm e n o f   H e ll a   K G a Hu e c k   &   Co .   in   Bre m e n ,   G e r m a n y .   He   c o m p lete d   h is  M S c .   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsit y   o f   A p p li e d   S c ien c e Bre m e n ,   G e r m a n y .   M r.   Ha id e o f ten   p u b li sh e p a p e in   in ter n a ti o n a c o n f e re n c e   a n d   p e e re v iew e d   jo u r n a ls.   His  c u rre n re se a r c h   i n tere sts  in c lu d e   e n e rg y   e ff ici e n w irel e ss   c o m m u n ica ti o n s,  F re e   S p a c e   Op ti c a w irele ss   c o m m u n ica ti o n s a n d   m m W a v e   c o m m u n ica ti o n s.          B ijo y   K u m e r   K a r m a k e r   is   c u rre n tl y   w o rk in g   a a n   a n   A s sista n P ro f e ss o in   De p a rt m e n o EE a Ja ti y a   Ka b Ka z Na z ru Isla m   Un iv e rsit y ,   Ba n g lad e sh .   He   is  a lso   th e   d e p a rtm e n tal  h e a d   o f   th a De p a rtme n t.   He   h a c o m p lete d   M S c .   i n   ICT   f ro m   BUE T ,   Ba n g lad e sh   a n d   BS c .   i n   ICE   f ro m   Ra jsh a h Un iv e rsity ,   Ba n g lad e sh .   In   h is ca re e r,   ti l to   d a te h e   h a s p u b li sh e d   six   (6 j o u r n a p a p e rs .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.