IEEE 802.3ah协议中定义了多点控制协议（MPCP）,MPCP（Multi-Point Control Protocol，多点控制协议）是EPON MAC控制子层的协议。MPCP定义了OLT和ONU之间的控制机制，来协调数据的有效发送和接收。通过MPCP协议操作，完成ONU 的自动发现和注册、ONU的动态测距以及ONU的带宽分配。
1. 控制帧格式
MPCP在原有Ethernet控制帧的基础上又定义了 5种控制帧和2个相应的工作模式：在 初始化工作模式下，通过REGISTER, REGISTER_REGQUEST和REGISTER_ACK三种控 制帧，发现新加入的ONU,对其进行注册分配地址，并实现同步和测距等功能；在正常工作 模式下，可以通过GATE和REPORT两个以太控制帧来进行带宽的分配，ONU向OLT发送 REPORT帧报告队列情况，请求分配带宽，OLT以GATE帧应答授权带宽。这5种MPCP消 息采用标准的以太网帧格式，长度为最小以太网帧的长度(64字节)，MPCP控制帧格式如 图2-14所示。
图2-14 MPCP控制帧格式
与普通以太网帧不同的是，MPCP控制帧的类型字段为88-08,操作码字段用于区分不同 的MPCP消息，各种消息的操作码如表2-2所示。这5种MPCP消息在EPON中分别被赋予 了不同的用途，其中GATE和REPORT用于带宽分配机制和测距，GATE、 REGISTER_REQUEST, REGISTER 和 REGISTER_ACK 用于自动发现和注册过程。
| 表2-2 | MPCP消息操作码表 | |
| 操作码 | MPCP消息 | |
| 00-02 | GATE | |
| 00-03 | REPORT | |
| 00-04 | REGISTER_REQUEST | |
| 00-05 | REGISTER | |
| 00-06 | REGISTER_ACK | |
2. 自动发现和注册过程
自动发现和注册是保证OLT和ONU之间能够正常通信的关键技术之一。EPON上行釆 用TDMA技术，OLT根据系统中在线的ONU的状态，通过动态带宽分配方法分配上行时隙， 断电的ONU将被去除从而不参与带宽分配。因此，对于重新加电和新添加的ONU,系统必 须具有自动发现的功能，即OLT必须能够定期或不定期地检査网络状态，以便确定是否有新 加入的ONU需要激活并分配带宽。自动发现和注册过程主要完成的功能包括：系统复位或上电后，发现各个ONU以及正 常工作过程中发现需要加入的ONU；完成新加入的ONU的LLID的分配工作；粗测ONU 的往返时延(RTT, Round Trip Time)值；协商ONU的相关参数。自动发现和注册过程如下图所示。
(2) 各ONUffi过竞争，在窗口内发送REGISTER_REQ,其中包括了 ONU的往返时间
(RTT)和物理层的一些参数；
(3) OLT接收到REGISTER_REQ后，经过验证，给ONU发REGISTER消息，该消息 的内容包括分配给这个ONU的ID值、OLT所支持的ONU能力、对ONU能力及物理层参 数的回应等；
(4) ONU 收到 REGISTER 后等待 OLT 的 GATE；
(5) OLT发出REGISTER后进入非注册时间，开始发GATE授权消息给各个ONU,允 许它们发送数据；
(6) ONU收到GATE后，经过验证，给OLT发REGISTER_ACK,消息的内容包括被 ONU所支持和确认的OLT能力、对被分配的ID和被设置的物理层参数的回应等。这样，就 在OLT和ONU之间建立了一条信道，也就完成了发现过程。
3. 数据传输过程
一个轮询周期可由一个注册时间段和一个传输时间段组成，也可以是几个传输时间段跟 在一个注册时间段后，这根据ONU注册情况决定。一个OLT与多个ONU组成了 EPON接 入网系统，为简要介绍原理而又不失一般性，这里我们假定一个OLT与3个ONU组成了 EPON 系统。这样也就避免了任何潜在时钟漂移并保证与OLT的同步。当传输的“开始定时器”溢出时， ONU就开始启动它的自由冲突传输。这个传输包含多个以太帧，以太帧数量是由分配的传输 窗口尺寸和ONU处吞吐包的数量决定的。需要注意的是，传输不允许有包的碎片，即如果 一帧不能够在分配到的时隙内发完，那么它会被延迟到下个够宽的时隙中发送。注册完后，进入正常工作的传输期,OLT可以通过注册好的通道发送GATE,并接收ONU 的REPORT消息，以此来控制数据帧的发送。MPCP从MAC控制高层传输GATE信息给一 个特定ONU, GATE包含ONU的“开始传输时间”和“传输长度”。并且，在传输一个信息 给MAC层时，OLT和每个ONU上的MPCP会给信息加上本地时间的时戳。一个ONU在接 收到一个匹配自身MAC地址的GATE信息后，本地寄存器截取并保存“开始传输时间”和 “传输长度"，同时，该ONU也会根据接收到的控制信息中的时戳信息更新它本地的时间，
REPORT信息是ONU在指配传输窗口和数据帧一起传送的。一个REPORT信息可以在 一个时隙的开始传输，也可以在其末尾传输，这取决于ONU的带宽请求方案，它包括了期 望的下一时隙尺寸。OLT在接收一个REPORT信息后，把该信息传输给DBA模块，DBA负 责带宽分配决定并重算RTT。由此OLT可以完成多点接入网中带宽管理分配、测距、安全和 参数协商等交互任务。
