Các hệ thống APON dựa trên cơ sở giao thức truyền tải ATM. Sự truyền tải dòng xuống là một dòng ATM liên tục với tốc độ bit 155,52 Mbit/s hoặc 622,08 Mbit/s với các tế bào OAM lớp vật lý (PLOAM) chuyên dụng đ- ợc chèn vào để tạo thành dòng dữ liệu. Dòng truyền tải lên ở dạng các cụm (Burst) bao gồm các tế bào ATM, với 3 byte phần mào đầu lớp vật lý đợc gắn vào tế bào 53 byte tế bào ATM để cho phép truyền và nhận cụm.
Các giao thức truyền dẫn đợc dựa trên một khung dòng hớng xuống gồm 56 tế bào ATM (cho mỗi 53 byte) đối với tốc độ cơ bản 155 Mbps, tỷ lệ lên với tốc độ bit cho 224 tế bào là 622 Mbps. Dạng khung dòng lên là 53 byte của 56 byte riêng rẽ (53 byte tế bào ATM + 3 byte OH) cho tốc độ cơ bản 155 Mbps.
Khung dòng xuống đợc cấu trúc từ 2 tế bào PLOAM, một tế bào bắt đầu khung và một ở giữa khung, và 54 tế bào ATM dữ liệu (tế bào tin ATM). Mỗi tế bào PLOAM chứa các byte (grant) đặc biệt cho sự truyền dẫn dòng lên liên quan đến các tế bào đặc trng ở trong khung dòng lên (53 grant cho 53 tế bào khung dòng lên đợc đợc sắp xếp vào trong các tế bào PLOAM) cũng nh các thông tin OAM&P.
Các hệ thống APON đợc định nghĩa ở trong tổ chức FSAN cũng nh ITU-T
APON cung cấp một bộ các đặc trng của OAM rất đầy đủ, bao gồm việc kiểm tra lỗi, các báo hiệu và các độ hụt, tự động phát hiện và tự động sắp xếp, nh một cơ chế bảo mật cho quá trình mã hóa lu lợng dòng xuống…