Оптические линии связи (ОЛС) в ССС могут применяться в следующих приложениях:
• для организации межспутниковых каналов связи (между геостационарными, среднеорбитальными или низкоорбитальными ретрансляторами);
• для организации связи с межпланетными космическими аппаратами, а также между спутниками-ретрансляторами и наземными станциями;
• для организации внутренних линий связи космических аппаратов.
Из уравнения радиолинии связи можно показать, что при эквивалентных параметрах излучаемой мощности сигналов и условиях приема оптическая система связи с апертурой приемной оптической антенны, эквивалентной антенне радиочастотной системы связи, потенциально может обеспечить запас в отношении сигнал/шум 10 дБ. Таким образом, используя обменные соотношения, эти 10 дБ могут быть «разменяны» на уменьшение апертуры оптической системы, размеров или веса аппаратуры, увеличение пропускной способности и др. по отношению к системе связи в радиодиапазоне. Одной из главных особенностей оптической системы по сравнению с радиосистемами являются существенно более узкие диаграммы направленности лучей и огромные коэффициенты усиления передающих оптических антенн (что позволяет получить большое отношение сигнал/шум и достичь очень высокой пропускной способности линий связи). Например, современные радиосредства позволяют реализовать в линиях связи с межпланетными станциями скорость передачи в несколько сотен бит/с, в то время как использование ОЛС реально обеспечит скорость не менее 1 Мбит/с. При этом обеспечивается скрытность передачи информации и защита от организованных помех, а также достаточно легко решается проблема ЭМС (которая остро стоит перед, например, низкоорбитальнымн ССС) с другими спутниковыми системами связи, однако приводит к существенному усложнению систем наведения и слежения, особенно для связи между подвижными объектами. С точки зрения перспектив развития ОЛС необходимо также отметить, что использование радиочастотного спектра жестко регламентировано, в то время как в оптическом диапазоне в настоящее время практически таких офаничений нет. Необходимо сказать, что при временном уплотнении и реализации в оптической линии связи скорости передачи 30 Гбит/с полоса частот, используемая в этой .пиши, оказывается больше, чем суммарная полоса радиочастотного спектра.
Очевидно, что в первую очередь межспутниковые линии связи (МЛС) могут быть использованы в многоспутниконых сетях связи при скоростях информационного обмена в несколько Гбит/с или ретрансляции данных от десятков Мбит/с до Гбит/с. Межспутниковые линии связи могут быть реализованы не только между регрансляторами на одной орбите, но и находящимися на различных орбитах: низких (LEO), средних (МЕО), высокоэллиптичесих (ИКО) или геостационарных (GEO). До настоящего времени в реализованных ССС (TDRSS, Иридиум, COMETS) для организации МЛС используются радиолинии. В перспективных ССС, например, в проекте ESA ARTEMIS предполагается использовать как радио, так и оптические линии связи, а в Teledesic — только оптические МЛС. Широкое использование оптических линий связи между космическими аппаратами (станциями) и ЗС ограничено, так как здесь проявляется главным недостаток -- существенная зависимость (затухание) от состояния атмосферы и погодных условий. Особенно это проявляется для ССС без МЛС, размещенных на геостационарной или высокоэллиптических орбитах. Правда, если допускается запоминание информации на борту, т.е. в условиях передачиверсальновременных информационных потоков, то возможно дождаться благоприятной погоды на трассе ретранслятор -- ЗС и осуществить информационный обмен. Для ССС, в которых применяются МЛС, и особенно для низкоорбитальных ССС, данный недостаток не является определяющим, так как в этих системах с использованием маршрутизации информационных потоков можно обойти неприемлемые сегменты атмосферы и осуществить терминацию трафика через земные станции, нал которыми в данный момент времени благоприятное состояние атмосферы и погодные условия. В бортовых системах ОЛС применяются уже достаточно давно, что связано с выигрышем таких систем по сравнению с традиционными проводными коммуникационными системами и пропускной способности, массогабаритных характеристиках, стоимости, мощности потребления, а также электромагнитной совместимости и радиационной стойкости по отношению к воздействию космической радиации.