Το Free-Space Optics (FSO) είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας που χρησιμοποιεί το φως που κινείται σε ανοιχτούς χώρους για να επιτρέπει τη μετάδοση πληροφοριών μεταξύ σημείων. Ο όρος «ελεύθερος χώρος» μπορεί να αναφέρεται σε οποιονδήποτε ανοιχτό χώρο, όπως ο αέρας ή ο εξωτερικός χώρος. Τα οπτικά στοιχεία ελεύθερου χώρου χρησιμοποιούνται συνήθως σε περιπτώσεις όπου τα καλώδια οπτικών ινών δεν μπορούν να τοποθετηθούν ή το κόστος τους είναι πολύ ακριβό.
Η εφαρμογή του FSO μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Η χρήση υπέρυθρων φώτων λέιζερ είναι μια κοινή λειτουργία, όπως και η χρήση διόδων εκπομπής φωτός (LED) σε μικρότερες αποστάσεις με χαμηλότερο ρυθμό δεδομένων. Η οπτική ελεύθερου χώρου χρησιμοποιείται συνήθως στην επικοινωνία μεταξύ διαστημικών σκαφών και το τρέχον εύρος της οπτικής επικοινωνίας ελεύθερου χώρου είναι στα χαμηλά χιλιάδες μίλια. Με τη χρήση οπτικών τηλεσκοπίων για την επέκταση των ακτίνων, οι αποστάσεις θα μπορούσαν να φτάσουν πολύ περισσότερο.
Στην ξηρά, η εμβέλεια για την οπτική ελεύθερου χώρου είναι μόνο περίπου ένα έως δύο μίλια. Η ποιότητα του σήματος εξαρτάται επίσης από τις καιρικές συνθήκες και άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Οι δέσμες φωτός που χρησιμοποιούνται στην οπτική του ελεύθερου χώρου είναι ιδιαίτερα στενές και είναι επίσης πολύ εύκολο να κρυπτογραφηθούν, καθιστώντας την μια σχετικά ασφαλή μορφή επικοινωνίας. Χρησιμοποιώντας έναν συγκεκριμένο τύπο λέιζερ, μπορεί να δημιουργηθεί ένα σήμα που εξαφανίζεται εάν διακοπεί με οποιονδήποτε τρόπο.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στην οπτική ελεύθερου χώρου. Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι ότι αυτά τα συστήματα είναι εύκολο να εφαρμοστούν, είναι ασφαλή, επιτρέπουν υψηλό ρυθμό μετάδοσης bit με λίγα σφάλματα στο σήμα και είναι δωρεάν, σε αντίθεση με ένα ραδιοσήμα που χρειάζεται άδεια χρήσης. Ενώ το σήμα δεν μπορεί να διακοπεί από ηλεκτρομαγνητικά κύματα, είναι ευαίσθητο σε παρεμβολές από ατμοσφαιρικές συνθήκες, όπως βροχή, ομίχλη και χιόνι. Η εξασθένηση που προκαλούν, ωστόσο, μπορεί να διαμορφωθεί χρησιμοποιώντας μια συσκευή πολλαπλών σημάτων ή μια συσκευή υψηλότερου άκρου που ενισχύει το σήμα.
Παρά τις ελλείψεις της, η οπτική ελεύθερου χώρου έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Οι μεγάλες πανεπιστημιουπόλεις, για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιήσουν το FSO όταν χρειάζεται να συνδεθούν μαζί σε τοπικά δίκτυα (LAN) χωρίς να χρησιμοποιούν καλώδια. Οι μεγάλες πόλεις χρησιμοποιούν συχνά την τεχνολογία για τον ίδιο λόγο. Εκτός από τα διαστημόπλοια, τα οπτικά στοιχεία ελεύθερου χώρου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν τους δορυφόρους να επικοινωνούν όταν βρίσκονται σε ομάδες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρικό σύστημα σε περίπτωση που αποτύχουν τα επίγεια δίκτυα ή για τη διευκόλυνση της γρήγορης επικοινωνίας μεταξύ δύο δικτύων καλωδίων οπτικών ινών. Τα οπτικά στοιχεία ελεύθερου χώρου είναι επίσης μια βολική μέθοδος για χρήση κατά τη ρύθμιση μιας προσωρινής εγκατάστασης, όπως μια διάσκεψη, και επιτρέπουν την ταχύτητα οπτικών ινών χωρίς την επιβάρυνση των καλωδίων.