Ở đường xuống, các khung được truyền từ OLT tới ONU sử dụng các phân vùng GEM. Ở đường lên, các khung được truyền từ ONU tới OLT sử dụng thời gian phân bổ GEM đã được cấu hình. Giao thức GEM có hai chức năng: Hỗ trợ tạo các khung dữ liệu người dùng và cung cấp số hiệu cổng để ghép kênh.
Chú ý rằng thuật ngữ “khung dữ liệu người dùng” biểu thị các khung đến từ và đi tới các người dùng. Các chức năng này được hỗ trợ bởi phần tiêu đề GEM như trên. Hình 2.16 cấu trúc khung và mào đầu của GEM. Tiêu đề GEM chứa các trường chỉ thị độ dài tải tin, Port ID, trường chỉ thị loại tải tin và 13bit trường điều khiển lỗi tiêu đề.
Hình 2.16: Cấu trúc khung và mào đầu GEM
PLI chỉ thị độ dài L, tính theo byte của phần tải tin theo sau tiêu đề. PLI được sử dụng để tìm tiêu đề kế tiếp trong dòng dữ liệu. Kích thước 12 bit của trường này cho phép các phân mảnh có độ dài tới 4095 byte. Nếu các khung dữ liệu người sử dụng lớn hơn giá trị này, các khung sẽ được phân mảnh nhỏ hơn 4095 byte.
Giá trị Port ID cung cấp 4096 giá trị chỉ số lưu lượng duy nhất trong GPON để thực hiện ghép kênh.
Trường PTI chỉ thị nội dung của tải tin được phân mảnh và cách thức xử lý thích hợp. Mã hoá của 3 bit này giống với tiêu đề ATM. Chú ý rằng vì truyền tải GEM chỉ diễn ra trên các phân đoạn GPON, chứ không sử dụng cho mục đích OAM từ đầu cuối đến đầu cuối. Đặc điểm này có thể thay đổi trong tương lai.