大气激光通信具有通讯速度高、抗电磁干扰能力强、保密性好、移动方便、占用建筑资源小、运行资源低等优点。可以应用于需要保密通信的特殊场合,如核电站、监狱、边防、政府、机场等机要部门。同时大气激光通讯克服了铜线进户带宽窄和速度低的缺点,是“最后一公里”宽带接入的优选解决方案,还可为电信运营商提供更多的通信方式,是实现我国信息化建设跳跃式发展的主要措施。传统的以太网接口技术对于不完整的数据通过会被直接丢弃,而大气激光通信由于受到湍流等因素的影响,通信系统是一个时变系统,接入到以太网中就很可能会造成数据丢失,同时由于报文的丢失,TCP会启动拥塞节制机制,这样就降低了通信性能。本论文探究一种可以自适应控制以太网接收端TCP段尺寸的以太网通信优化模型,对空间光通信的开发与应用具有非常重要的推广作用。本文主要分为以下三部分:第一部分:探究了对激光传输起重要影响的信道环境因素,并着重研究了大气湍流因素对激光传输的影响,包括湍流的形成原因及大气湍流对激光传输的作用;通过太阳到达角起伏测量实验研究了不同信道环境下大气湍流对太阳光的调制效果,间接反应了大气湍流对激光传输的调制效果;最后分析了大气湍流对以太网通信的影响作用,为后续的自适应以太网通信优化模型提供理论依据。第二部分:针对自适应以太网通信优化模型设计相应的空间光通信系统。首先探究了一种图像处理算法使光通信设备可以根据光斑到达角的起伏来反映大气湍流对激光传输的调制效果;其次为了更好地优化激光通信传输模型、降低通信中断几率,本文设计了信标光与通信光联合传递的空间波分复用机构;最后根据系统要求设计各子系统。第三部分:搭建野外通信实验环境平台,并开展野外通信实验,检验激光通信设备的大气环境适应性;分别对有无优化控制算法进行激光通信实验,并且对雾霾、雪天、晴天等不同气象环境的激光通信传输信息实时测量;对实验测试结果进行分析与总结,进一步验证优化模型的可行性。为了抑制大气湍流对激光传输的影响,自适应光学技术、大孔径接收技术、多光束发射技术、差错控制编码技术等一系列技术手段相继被提出。相比于多光束发射技术、自适应光学技术、大孔径或合成孔径接收技术、差错控制编码技术等大气信道抑制技术,本文从网络层面探究一种可以抑制大气信道影响无线激光通信的模型,以期能为空间光通信技术的研究提供帮助。