Sakelar optik adalah perangkat yang mentransfer sinyal cahaya antara saluran yang berbeda dalam jaringan komunikasi. Jaringan serat optik dikembangkan pada abad ke-20 untuk membawa jumlah data yang lebih tinggi daripada yang dimungkinkan dengan sistem kawat tembaga sebelumnya. Peningkatan penggunaan Internet dan perluasan penawaran telepon seluler dan televisi membutuhkan jumlah data yang lebih besar untuk dikelola oleh jaringan komunikasi.
Ketika jaringan serat optik membawa sinyal cahaya dari satu telepon atau komputer ke yang lain, mungkin diperlukan untuk memindahkan sinyal di antara jalur serat yang berbeda. Untuk mencapai ini, diperlukan sakelar yang dapat mentransfer sinyal dengan kehilangan kualitas suara atau data yang minimal. Ketika serat optik pertama kali dikembangkan, ini dicapai dengan sakelar elektro-optik yang mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik, melakukan fungsi sakelar, dan mengubah sinyal kembali ke bentuk cahaya. Sistem ini dapat diterima untuk sistem serat optik awal, tetapi masalah berkembang saat kecepatan transmisi meningkat.
Sakelar listrik memiliki beberapa keterbatasan pada kecepatan pensaklaran dibandingkan dengan kecepatan cahaya yang digunakan dalam transmisi serat. Sebagai kebutuhan data tumbuh, bagian listrik dari saklar elektro-optik menciptakan batasan berapa banyak data yang dapat ditransmisikan. Diperlukan teknologi sakelar optik yang lebih canggih, terutama untuk menghilangkan konversi listrik saat mengganti sinyal cahaya.
Peningkatan besar datang dengan pengembangan sistem mikroelektromekanis (MEMS), yang menggunakan cermin kecil untuk mentransfer sinyal cahaya. MEMS merupakan keunggulan dibandingkan sakelar elektro-optik karena konversi ke dan dari sinyal listrik tidak diperlukan. Transmisi cahaya ditransfer langsung antara serat yang berbeda dalam perangkat MEMS, memungkinkan kecepatan transmisi yang setara dengan batas serat optik hingga titik tertentu.
Perangkat MEMS mentransfer sinyal dengan memantulkan sinyal cahaya dari kabel serat yang masuk ke serat yang berbeda dengan cermin kecil yang dapat dipindahkan. Pengontrol komputer menentukan ke mana panggilan atau komunikasi data berlangsung dan serat keluar mana yang diperlukan untuk menyelesaikan koneksi. Setiap serat optik yang masuk memiliki cermin di sebelah ujung serat yang dikendalikan oleh motor listrik kecil. Ketika sinyal cahaya keluar dari serat, itu memantul dari cermin dan ke ujung serat keluar yang ditentukan komputer diperlukan. Sakelar ini beroperasi sangat cepat, memungkinkan sejumlah besar data dikirim melalui jaringan serat.
Masalah dengan desain MEMS terjadi ketika perusahaan serat optik terus memperluas sistem transmisi mereka. Ketika kabel serat optik menjadi lebih besar untuk menampung lebih banyak data, MEMS mulai menyebabkan kehilangan sinyal karena cermin mentransfer sinyal cahaya ke lebih banyak koneksi. Kualitas sinyal mulai menurun karena jarak antar serat menjadi lebih panjang. Salah satu peningkatannya adalah membuat perangkat MEMS tiga dimensi (3D), di mana serangkaian sakelar ditumpuk satu sama lain, memungkinkan setiap sakelar untuk menangani lebih sedikit sinyal menggunakan jarak sakelar yang pendek.
Jenis lain dari saklar optik yang tidak memiliki bagian yang bergerak adalah saklar digital, menggunakan kristal silikon untuk mengontrol cahaya. Dalam sakelar ini, kristal silikon padat ditempatkan di antara pasangan serat optik. Indeks bias, atau jumlah cahaya yang dibelokkan saat melewati kristal, akan berubah jika panas diterapkan. Pemanas kecil ditempatkan di posisi sepanjang kristal, dan diaktifkan ketika sinyal cahaya masuk. Saat indeks bias berubah, sinyal cahaya dapat diarahkan ke serat keluaran yang berbeda, tanpa perlu cermin atau bagian bergerak lainnya. Kualitas sinyal juga dapat ditingkatkan melalui perangkat MEMS, karena cermin menyebabkan kerugian kecil yang tidak terlihat dengan sakelar digital.