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如圖一所示，一般ONT都會提供給用戶一個(gè)POTS接口和一個(gè)高速接口，可能是以太網(wǎng)或DSL接口。該OLT包括許多PON接口單位，一個(gè)給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的交換結(jié)構(gòu)(switch fabric) (也可以是一個(gè)簡單的光纖或語音頻道的多路復(fù)用器)，以及一個(gè)網(wǎng)元(NE)控制器。這些ONT最終還是由NE控制器來管理，此控制器負(fù)責(zé)所有的ONT和OAM&P報(bào)告。OLT和ONT共同構(gòu)成PON系統(tǒng)，其功能就如同一個(gè)網(wǎng)元(NE)一般。光纖的互連可被看成是一個(gè)擴(kuò)展的背板。
在下行方向，OLT將數(shù)據(jù)資料傳輸給所有的ONU。此下行信號包含了所有ONT的下行數(shù)據(jù)資料、OAM功能的開銷字節(jié)，以及上行傳輸所需之同步資訊。這些ONT在接收它們的下行數(shù)據(jù)資料時(shí)，所依據(jù)的是時(shí)間槽(time slots)、信元/封包地址、波長、或者CDMA碼。
在上行的方向，這些ONU需要一個(gè)媒體訪問控制協(xié)議(medium access control, MAC) 協(xié)議來分用這個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)。最普遍的MAC協(xié)議是時(shí)分多址（TDMA），在此協(xié)議中每一個(gè)ONT都被分配一個(gè)時(shí)間槽(time slot)用來傳輸它們的上行數(shù)據(jù)資料。
圖 1 – PON 案例
在各個(gè)ONT上行脈沖傳輸之間需要一個(gè)防護(hù)帶寬時(shí)間(guardband time)，因此它們的傳輸不會在OLU接收器上互相重疊。各ONT信號以光速除以光纖折射指數(shù)(約為2m/s)的速率進(jìn)行傳輸。大部份現(xiàn)今的PON系統(tǒng)都通過測距協(xié)議(ranging protocol)來測量此延遲，因此當(dāng)ONT脈沖以最小的防護(hù)時(shí)間到達(dá)OLT 時(shí)可以被調(diào)整。
基本的TDMA PON系統(tǒng)會預(yù)先指定上行帶寬的一個(gè)固定部份給每一ONT，不管所要傳送的資料有多少。動態(tài)帶寬分配(DBA)可讓上行帶寬使用起來更有效率。在采取DBA的情況下，每一ONT會將所需之帶寬通知給OLT，其中包含不同業(yè)務(wù)等級的帶寬請求。OLT會評估ONT的需求，分配相應(yīng)的帶寬給下一次上行傳輸。此OLT可能包括在DBA運(yùn)算機(jī)制中與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的服務(wù)等級協(xié)議(service level agreement, SLA)資料。這些帶寬的分配都被傳送到下游，一般都代表一個(gè)共同參考點(diǎn)的傳送開始和停止/區(qū)間。在某些系統(tǒng)中，ONT必須在所分配的上行傳輸槽中決定傳輸資料之優(yōu)先次序。
一般PON 系統(tǒng)都以同一光纖同時(shí)傳送上行和下行數(shù)據(jù)資料。而方向性之客戶有時(shí)習(xí)慣於在兩個(gè)方向都用相同的波長，較高速的系統(tǒng)一般都在各方向使用不同的波長。最普遍的是采用粗波分復(fù)用(Coarse wave division multiplexing, CWDM)，其中使用1490或1550 nm 做下行方向，1310 nm 做上行方向，可將比較廉價(jià)的1310 nm激光安裝在ONT。
值得注意的是某些PON系統(tǒng)采用1490 nm作為下行PON信號傳輸，而視視頻以1550 nm的波長作為下行傳輸。以WDM做視頻重疊對現(xiàn)有的配置提供一簡單的升級，并增加下行的容量。類比視頻傳輸則沒有這些問題，因?yàn)槿狈?shù)字內(nèi)容，以及沒有包含內(nèi)數(shù)字容的規(guī)定。
