如图一 所示，在下行方向上 ，GPON 是一点到多点的网络。OLT 将数据包组成的帧经由无源光分路器发送到各个 ONU。 当每个 ONU 收到全部的数据流后根据 ONU 媒质接入控制( MAC ) 地址取出特定的数据包。
如图 二所示，在上行方向上，多个 ONU 共享干线信道容量和信道资源。由千无源光合路由器的方向属性 ，从 ONU 来的数据帧只能到达 OLT , 而不能到达其他的 ONU。 在这方面，上行方向上的网络可以 看成是一个点到点的网络。但是， 不同于其他的点到点网络 ，来自不同的 ONU 的数据可能会发生数据冲突。所以， 在上行方向上，ONU 有必要采取一些机制，从而避免 数据冲突并公 平分配信道资源。一般 GP ON 的上行接入采用TDMA 方式，将不同的 ONU 的数据帧插入到不同的时隙中，并将其发送到OLT, 从而避免冲突。
图一 GPON 的下行传输 方式
图 二 GPON 的上行传输方式
2) GP ON 的帧结构
GPON 采用 125 µs 长度的帧结构，用 于更好地适配TDM 业务，继 续沿用 APON 中 PLOAM 信源 的概念传送OAM 信息，并加以补充丰富。帧的净负荷中分ATM 信元和 GEM 帧可以实现综合业务的接入。
GPON 下行帧结构如图 三所示。对于下行速率为 1. 244 16Gb/ s 和 2. 48832Gb/ s 的数据流，帧长均为 125µ s , 因此，1. 244 16Gb/ s 系统的帧长为 19440 字节， 而 2. 488 32Gb/ s 系统的帧长为 38330 字节，但 PCBd 的长度都是相同的，并与每帧中分配结构的数目有关。
图 三 GTC 下行帧结构
所有域的发送顺序从最高比特位开始，如 Ox.FO 表示从 1 开始发送 ，在 0 结束。下行用帧同步扰码多项式X7 + x6 +} 进行扰码。下行数据与扰码器的输出进行模二加计算。GTC 下行帧结构的PC凡结构如图四所示。
图 四 GTC 下行帧结构的PCBd 结构
如图可知，PCBd 由 USBWMap 、Plend 、BIP、PIOAMD、!d ent 、Psync 组成。USBWMap 用于上行带宽的分配，共 8 个字节。GPON 为提高动态分 配网络带宽的效率 ， 采用了 APOiv 动态带宽分配技术，在每个带宽分配的控制对象 Transmission Container(T - CONT) 中包含了多个 PortID 和 VPI/ VCI , 它们的 QOS 相同。Plend 用 于差错控制，用来说明ATM 信 元的数量和 USBWMap 域的长度，一般会出现两次，共 4 个字节； BIP 用于监测误码，共 1 个字节； PIOAMD 用 千承载下行的PLOAMD 信息，共 13 个字节；I denl 用于作超帧指示 ，共 2 个字节； Psync 主要完成光网络单元与光线路终端之间的同步功能，共 4 个字节。
