Cấu hình cơ bản của kỹ thuật OPLL và OFLL được biểu diễn trong Hình 2.4. Nó gồm có một laser chủ vận hành tự do, một bộ tách sóng quang PIN, một bộ khuếch đại sóng vi ba, một bộ cảm biến pha hay tần số, một bộ lọc vòng lặp, một laser thứ cấp và một bộ dao động tham chiếu viba. Kết hợp các đầu ra của các laser chủ và thứ cấp
được chia thành hai phần: Một phần tín hiệu quang được sử dụng trong OPLL/ OFLL tại đầu cuối và phần kia được truyền tới RAU.
Hình 2.4: Nguyên lý của mạch vòng khóa pha/tần số quang
Tín hiệu quang tại trạm đầu cuối được tách sóng heterodyne trên một bộ tách sóng quang PIN để tạo ra một tín hiệu sóng mm và được đem so sánh tới tín hiệu tham chiếu. Một tín hiệu sai tần trong trường hợp OFLL (và một tín hiệu sai pha số trong trường hợp OPLL) được đưa trở lại laser thứ cấp. Khi đó, laser thứ cấp được cưỡng bức để bám theo laser chủ giữ một độ lệch tần số tương ứng tới tần số của bộ dao động tham chiếu. OFLL cố gắng để duy trì độ dịch tần số trung bình, nó không triệt đi các biến thiên tần số tỉ lệ nhỏ gây ra bởi tạp âm pha, mặt khác OPLL cũng có khả năng bám theo các nhiễu loạn pha tỉ lệ nhỏ. Một hệ thống OPLL đóng kín dựa trên các laser bán dẫn có khả năng tạo ra các tín hiệu viba lên tới 14 GHz.
(*) Ưu điểm của OPLL/OFLL.
Vì đặc điểm của kỹ thuật OPLL là bám theo các sự biến đổi pha nhỏ nên chúng có khả năng tạo ra các tín hiệu RF chất lượng cao với độ rộng vạch phổ hẹp, các OPLL cũng có khả năng tự hiệu chỉnh nhiệt độ tốt. Ngoài ra, OPLL cũng cho thấy một phạm vi khóa rộng và có lợi thế là có thể được triển khai với các laser DFB tiêu chuẩn.
Bất lợi chính của các kỹ thuật OFLL là nó tạo ra các tín hiệu có độ rộng phổ rộng. Độ rộng vạch phổ của tín hiệu được tạo ra xấp xỉ bằng tổng của các độ rộng vạch phổ của các laser do OFLL phải duy trì độ dịch tần trung bình. Hơn nữa, tần số tức thời của tín hiệu viba tạo ra chính bằng tần số tức thời sai khác giữa hai quang trường. Do vậy, để tạo ra các tín hiệu viba độ rộng vạch phổ hẹp thì cần có các laser có phổ hẹp và các cấu trúc laser phức tạp hơn ví như các laser DFB 3 tiếp giáp. Do yêu cầu cần phải bám theo các nhiễu loạn tần số của laser chủ, tốc độ điều hưởng của laser thứ cấp phải đủ cao hay băng thông hồi tiếp phải sẵn có (nó bằng tổng các độ rộng vạch phổ của laser). Để đạt được băng thông hồi tiếp rộng thì trễ truyền lan vòng lặp phải nhỏ. Ngoài ra, băng thông đáp ứng của các thành phần sóng cực ngắn cùng với đáp ứng FM của laser thứ cấp phải rộng và đồng nhất về cả độ lớn và pha. Những yêu cầu này là không dễ dàng đáp ứng và tất cả điều đó tạo nên các thách thức trong việc thiết kế và xây dựng các thành phần của OPLL.