多星型结构是指在PON的多星型结构中，连接OLT的第一个光分支器（OBD）将光分成了n路，每路通向下一级的OBD。最后一级的OBD同样也为n路并连接n个ONU。因此，它是以增加光功率预算的要求来扩大PON的应用范围的，多星型结构实现了光信号的透明传输，线路维护容易，不存在雷电及电磁干扰，可靠性高。用户可以共享一部分光设施，如光缆的馈段和配线段以及局端的发送光源。由于OLT中的一个光源提供给所有ONU的光功率有限，因此这就限制了所连接ONU的数量以及光信号的传输距离。在PON中所用的串联OBD中，有均匀分光和按额定比例非均匀分光两种。均匀分光的OBD构成的网络一般称为多星型；非均匀分光OBD构成的网络常称为树型，对于通常的接入网用户分布环境，这两种结构的应用范围最广。