当OLT启动后，它会周期性的在本端口上广播允许ONU接入的时隙等信息。ONU上电后，根据此信息发起注册请求，OLT为其分配一个唯一逻辑链路标识符(LLID)。在EPON下行方向上传输的是由多个数据帧组成的连续信息流，每帧以统计时分复用的方式携带多个长度可变的数据包。每个包的包头中含有目的地ONU的标识符，即前述ONU注册时由OLT分配得到的逻辑链路标识符。此外，有些包可能要传输给所有ONU(广播)或者指定的一组ONU(组播)。下行信息流会传输到每一个ONU,各ONU只接收属于自己的数据包而丢弃其他的数据包。
在EPON上行方向上，利用TDMA技术，各个ONU的上行数据包在OLT指定时隙内通过无源光分路器进入共用光纤，以TDM形式复用成连续信息流传送到OLT。ONU在指定时隙内可发送多个长度可变的数据包，其带宽是由OLT配置的，若采用动态带宽调整技术，则OLT根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态，给每一个ONU动态分配带宽。由于各个ONU只在各自的指定时隙内发送数据包，不会发生碰撞，因此不需要带有冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）机制，从而可以充分利用带宽。
