光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号, 天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线, 展望了光学天线未来的研究方向。

针对当前光传输/接入网的传输设备，提出了一种基于Hub-spoken结构的点对多点网络管理方案。利用数字包封开销技术中的开销GCC0作为承载监控管理信息的通道，使得低损耗、小型化的局端设备能够监控管理至多8台远端节点设备。针对如何有效地传输监控管理多台远端节点设备的信息，自定义了In-band协议和简单命令协议，并基于STM32开发了远端节点设备，详细介绍了软件开发架构与In-band实现流程。实验结果证明，局端设备能够同时监控管理多台远端节点设备。

针对多域光网络环境下传统的多点对多点(MP2MP)组播路由和波长分配(RWA)算法未考虑最优化组播域序列选择的问题，以及所导致的网络资源占用量过高和难以满足实时业务服务质量(QoS)要求的问题，提出了一种面向多域光网络、计算可并行化、基于时延和最小代价约束的多核点共享树RWA 启发式算法(MSTDC)。该算法通过构造虚拓扑的方式将多域的问题转化到单域中求解，从而实现了多核点共享树最小化核心点的个数及其所在域的准确计算。在多域间并行地将源和目的节点按照特定的QoS选择策略和算法加入到不同的共享树中。仿真验证了在网络节点数为50个且均匀地分布在9个域内的多域光网络环境下，MSTDC 算法与传统组播树算法相比波长资源占用率降低可达51.1%，路由成功率提高可达24.8%，算法执行时间降低可达64.6%。

为了实现一点对多点同时空间激光通信，对系统的光学跟瞄技术进行了研究。简述了系统总体方案，推导了捕获、瞄准、跟踪(APT)系统工作流程、捕获对准和粗跟踪过程中脱靶量与反射镜转动之间的关系。对跟瞄过程中的多执行器联动控制、图像处理识别与定位和双镜交接低误码控制等关键技术进行了深入研究。介绍了多点同时激光通信原理样机与实验。实验结果表明：原理样机的同时空间激光通信终端达3 个，通信范围方位角为360°，俯仰角为±19°，从而验证了光学原理与跟瞄技术的可行性。