上图为典型的数字相干光通信系统的框图 ，主要包括光发射机、光纤信道以及光接收机三个部分。
（与直接探测系统的主要区别在于调制方式与检测方式。
调制方式：相干光通信系统的的发射机一般采用外调制，光辐射产生之后，再利用发送的信号来改变光载波的频率、相位或幅度，而直接检测系统一般采用直接调制
检测方式：相干系统的接收机采用相干检测与直接检测最主要的区别在于增加了本振光源。本振光与接收到的信号光经光混频器混频，信号从光载频下变频到微波载频，随后经光电检测器检测到中心频率，即是信号光与本振光的频率之差。然后中频信号经过解调和补偿算法，就可以得到基带信号输出。）
发射端
主要包括激光器和光调制器。可以看出激光器发出的连续光经过光偏振分束器（PBS）之后分成上下两路正交偏振的光。在相同传输带宽的情况下，利用光的这种正交偏振态来传输数据，能够使传输数据速率翻倍，提高了传输系统的频带利用率。然后产生的两路正交偏振光束分别进入I/Q调制器的马赫-增德尔调制器（MZM），在直流偏置电压的驱动下，将信号调制到光载波上，调制完成的两路正交偏振光信号再经过偏振合束器（PBC）耦合成一路光信号，再将输出的光信号发射入光纤信道进行传输。
光纤信道
主要包括光纤和光放大器，最常用的光放大器是掺饵光纤放大器。
接收端
将接收到的光信号再通过光PBS分为正交两路偏振光信号，然后在90°混频器将接收的光信号与本地震荡激光器混频，拍频后的光信号经平衡光电检测器检测形成四路电信号后，再经模数转换器（ADC）进行再采样，（为了让采样时刻的信噪比最大，使用基带匹配滤波器做最佳接收）最后送入DSP单元进行离线处理。DSP单元中包括色散补偿、偏振解复用、定时恢复、载波频偏估计、载波相位恢复和误码率计算等。
调制信号使用了幅度和相位两个维度来携带信息，所以在接收端要使用相干接收才能将信息提取出来，相干光通信指的就是采用相干接收的，以光为载波携带信息的通信方式。
参考资料：
1.相干光传输系统中信号损伤缓解技术的研究
