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EPON协议对应于OSI网络分层模型的数据链路层和物理层。在数据链路层，EPON的MAC子层与吉比特以太网相同，但引入了多点MAC控制子层和OAM子层。在物理层，EPON协议在架构上与吉比特以太网相同，但根据点对多点的要求定义了专用的PMD子层，同时对RS、PCS、PMA子层做了少量扩展。
GPON协议主要包括3个层面：PMD层、TC层和OMCI部分。TC层包括2个子层：成帧子层和适配子层。