Vom Kernnetz aus betrachtet ist das erste Netzelement eines PON-Netzes ein OLT (Optical-Line-Terminal), das in Richtung Kernnetz Standard-Ethernet-Schnittstellen und in Richtung Teilnehmer die so genannten PON-Schnittstellen zur Verfügung stellt. Die zum Einsatz kommenden PON-Varianten sind heute in der Regel Ethernet-PON (EPON), Gigabit-PON (GPON), 10-Gigabit-Ethernet-PON (10G-EPON), 10GPON oder WDM-PON (Wavelength-Division-Multiplexing, eine Wellenlänge für Downstream- und eine andere für Upstream-Traffic). EPON-Installationen sind gegenwärtig hauptsächlich in Fernost verbreitet, GPON hingegen in USA und Europa. Neue Varianten wie GPON2, 4WDM-PON etc. sind neue Herstellervarianten bereits bestehender PON-Systeme.
Bei PON wird das Signal auf der Glasfaser in Richtung Teilnehmer von einem passiven Splitter auf mehrere optische Teilnehmeranschlüsse aufgeteilt. Platziert ist der Splitter entweder in einem Außengehäuse oder direkt im Kabelweg, beispielsweise in einer Muffe. Die Netzstruktur entspricht also einer Punkt-zu-Multipunkt (P2MP)-Struktur. Die Glasfaser, die in der Zentrale startet, wird bis zum Splitter verlegt. Der Splitter dupliziert das Signal je nach Splitting-Faktor auf bis zu 128 Glasfasern. Am anderen Ende wird die Glasfaser in einem optischen Netzabschluss (ONT) terminiert. In einer FTTH-Netzarchitektur wandelt dieser das optische Signal in eine oder mehrere elektrische Schnittstellen wie Ethernet, POTS oder ISDN um. Für FTTB-Anwendungen stehen auch ONTs mit VDSL2-Schnittstellen zur Verfügung, um die vorhandenen Teilnehmeranschlussleitungen im Haus überbrücken zu können. In diesem Fall erhält jeder Teilnehmer noch ein VDSL2-Modem als Netzabschluss.