В некоторых областях применения космической техники требуется большие объемы передаваемых данных. Примером передачи между различными спутниками околоземной орбиты, явилась впервые продемонстрированная передача в ИСА в 2001 (ESA). Возможность передачи десятка мегабит в секунду или более на расстояния десятков тысяч километров, для этого используется лазеры средней мощности порядка нескольких ватт.
Также существует возможность обмена данными между более удаленными космическими станциями и аппаратами, которые находятся на территории или вблизи Земли. Например, планетарные зонды могут генерировать достаточно данных, содержащих изображения, но существует серьезная проблема при отправке больших объемов данных на Землю. До недавнего времени, например, радио связь, применяемая в Х-диапазоне или Ка-группе была единственной доступной технологией. В настоящее время, оптические линии передачи данных считаются специализированными для нисходящего канала, где желаемый объем данных гораздо больше, чем для восходящего канала, и оптическая связь может значительно расширить пропускную способность до сотен Кбит или даже несколько мегабит в секунду. В космических аппаратах используются импульсные лазерные источники (например, с использованием импульсной модуляции) и оптические телескопы среднего размера с ориентированным приемником. В качестве приемника может использоваться большой наземный телескоп или трансивер, находящийся на орбите Земли.
Основным преимуществом оптической технологии перед радиосвязью является то, что при работе на значительно меньшей длине волны существует возможность более точной передачи и приема данных, в результате чего сокращается энергопотребление и возрастает скорость передачи данных. С технической точки зрения, коэффициент усиления антенны может быть значительно выше. Это особенно важно для преодоления межпланетных расстояний. С другой стороны, оптические линии связи более чувствительны к погодным условиям.