En optisk switch är en enhet som överför ljussignaler mellan olika kanaler i kommunikationsnätverk. Optiska fibernätverk utvecklades på 20-talet för att bära större mängder data än vad som var möjligt med tidigare koppartrådssystem. Den ökande användningen av Internet och det utökade utbudet av mobiltelefoner och tv krävde större mängder data som skulle hanteras av kommunikationsnätverk.
När ett fiberoptiskt nätverk bär en ljussignal från en telefon eller dator till en annan kan det krävas att signalen flyttas mellan olika fibervägar. För att åstadkomma detta krävs en switch som kan överföra signalen med en minimal förlust av röst- eller datakvalitet. När fiberoptik först utvecklades, åstadkoms detta med en elektrooptisk omkopplare som ändrade ljussignalen till en elektrisk signal, utförde switchfunktionen och omvandlade signalen tillbaka till en ljusform. Detta system var acceptabelt för tidiga fiberoptiska system, men problem utvecklades när överföringshastigheterna ökade.
Elektriska strömbrytare har vissa begränsningar för växlingshastighet jämfört med ljusets hastighet som används i fiberöverföringar. När datakraven växte skapade den elektriska delen av den elektrooptiska switchen gränser för hur mycket data som kunde överföras. Mer avancerad optisk switchteknik behövdes, särskilt för att ta bort den elektriska omvandlingen vid byte av ljussignaler.
En stor förbättring kom med utvecklingen av mikroelektromekaniska system (MEMS), som använder små speglar för att överföra ljussignaler. MEMS var en fördel jämfört med elektrooptiska switchar eftersom konverteringen till och från elektriska signaler inte behövdes. Ljustransmissionerna överfördes direkt mellan olika fibrer i en MEMS-enhet, vilket tillät överföringshastigheter motsvarande fiberoptikens gränser upp till en punkt.
MEMS-enheter överför signaler genom att reflektera ljussignalerna från en inkommande fiberkabel till en annan fiber med små rörliga speglar. En datorstyrenhet bestämmer vart samtalet eller datakommunikationen går och vilken utgående fiber som behövs för att slutföra anslutningen. Varje inkommande optisk fiber har en spegel bredvid änden av fibern som styrs av en liten elmotor. När ljussignalen lämnar fibern reflekteras den från spegeln och in i änden av den utgående fibern som datorn bedömer behövs. Dessa switchar fungerar mycket snabbt, vilket gör att en stor mängd data kan skickas över fibernätverk.
Problem med MEMS-konstruktioner uppstod när fiberoptikföretag fortsatte att utöka sina transmissionssystem. När fiberoptiska kablar blev större för att rymma mer data, började MEMS orsaka signalförluster eftersom speglarna överförde ljussignaler till många fler anslutningar. Signalkvaliteten började försämras när avstånden mellan fibrerna blev längre. En förbättring var att skapa tredimensionella (3D) MEMS-enheter, där en serie switchar staplades på varandra, vilket gjorde att varje switch kunde hantera färre signaler med korta switchavstånd.
En annan typ av optisk switch som inte har några rörliga delar är en digital switch som använder kiselkristaller för att styra ljuset. I dessa omkopplare placeras en solid kiselkristall mellan par av optiska fibrer. Brytningsindexet, eller mängden ljus böjs när det passerar genom kristallen, kommer att förändras om värme appliceras. Små värmare placeras i positioner längs kristallen och aktiveras när ljussignaler kommer in. När brytningsindexet ändras kan ljussignalen riktas till olika utgående fibrer, utan behov av speglar eller andra rörliga delar. Signalkvaliteten kan också förbättras jämfört med MEMS-enheter, eftersom speglar orsakar små förluster som inte syns med digitala switchar.