随着通信网络的发展，人们对于大容量、高速率的无线通信需求越来越大。自由空间光通信因为具有高安全、高带宽、无频谱限制、低功耗、强准直性等优点，能够有效的解决传统微波通信带来的功耗、带宽、速率以及传输距离的限制问题，吸引了海内外学者的广泛关注，也日益成为学术界的研究热点。本论文从空间光通信系统和组网层面出发，针对空间光通信网络中的四路集成激光器模块、载荷无源任意光转发技术、一对多空间光分发技术以及光网络安全性能等方面展开了一系列的研究工作，具体如下:　　1.研究了同谱段异频点高稳定的四路集成激光器模块。基于设计的四路梯度反馈控制方法和温度被动反馈放大电路，研制出电路模块，其温度漂移低于0.001℃，电流抖动低于0.6μA。集成封装后，四路激光器的洛伦兹线宽在4.5-7.5kHz，阿伦方差均小于4×10-9。将该激光器模块应用到空间光通信中，测试了四种调制格式下的误码率，并演示验证了4×50Gb/s16-QAM超高速空间相干光通信，结果表明该模块在空间光通信中具有良好的应用前景。　　2.研究了基于载荷无源的任意光转发技术。设计并研制了基于光开关阵列的远程控制八路任意光转发系统样机，该系统插损小于1.1dB，任意通道切换时间约为3ms。基于该样机搭建了全光转发中继系统，并分别在湖面和室内搭建空间光通信系统，进行不同速率、不同调制格式的测试实验。结果表明，基于任意光转发系统的全光转发中继系统对通信波长、调制格式和通信速率均不产生限制，并能够实现至少4次任意转发通信。　　3.研究了空间光一对多广播式通信技术。基于量子点锁模激光器研制了光频梳模块，提出并搭建了基于该模块的空间光一对多分发通信系统。测量封装后的光频梳模块，结果表明，该模块一小时内功率抖动小于0.02dB，梳齿间距为100GHz，Span为6nm时梳齿的平坦度小于1.5dB。将光频梳模块应用于空间光通信中，分别在室内和室外搭建空间光分发通信测试系统。实验结果显示，在室外四路光梳齿的误码率均在10-2到10-3之间变化，在室内最高通信速率能达到21Gb/s，并且四根光梳齿具有较强的一致性。　　4.研究了光通信的安全性能。提出了信号复制技术和耦合干扰方法，并基于耦合干扰方法研制了一台远程干扰光发射样机，用来为未来空间光网络安全研究提供研究对象和平台。