Giống như bất kỳ công nghệ truyền thông khác, hệ thống truyền thông FSO gồm ba phần gồm bộ phát, kênh truyền và bộ thu như hình 2.3.
o Bộ phát: Chức năng chính của bộ phát là điều chế tín hiệu mang bản tin lên sóng mang quang để truyền qua không khí tới bộ thu. Các bộ phận thiết yếu trong bộ phát gồm: bộ điều chế, mạch điều khiển cho nguồn quang để ổn định sự phát quang và ống chuẩn trực hoặc thấu kính để tập hợp cũng như định hướng tín hiệu quang tới bộ thu. Phương thức điều chế thường được sử dụng là điều chế cường độ (Intensity Modulation – IM).
o Kênh truyền: Không khí chính là môi trường truyền dẫn của hệ thống truyền thông FSO. Do đó, kênh truyền sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều tác động môi trường không thể dự đoán trước như mây, tuyết, sương mù hoặc mưa. Các tác động đó không có đặc tính cố định và gây suy hao cũng như làm giảm chất lượng của tín hiệu thu. Kênh truyền chính là một trong những tác động hạn chế hiệu năng của hệ thống truyền thông FSO.
Hình 2.3: Mô hình hệ thống truyền thông FSO [17]
o Bộ thu: Chức năng chính của bộ thu là khôi phục lại bản tin phát ban đầu từ tín hiệu quang đi đến. Bộ thu bao gồm: thấu kính thu, bộ lọc quang, điốt thu quang và bộ giải điều chế. Thấu kính thu sẽ thu thập và tập trung tín hiệu quang thu được tới điốt thu quang. Bộ lọc quang loại bỏ ảnh hưởng của phát xạ nền và đưa tín hiệu tới điốt thu quang để chuyển đổi tín hiệu quang trở lại tín hiệu điện.