光開關是一種具有一個或多個可選擇的傳輸窗口，可對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行相互轉換或邏輯操作的器件。光開關基本的形式是2X2即入端和出端各有兩條光纖，可以完成兩種連接狀態，平行連接和交叉連接，如圖2所示。較大型的空分光交換單元可由基本的2X2光開關以及相應的1X2光開關級聯、組合構成。
光開關在光網絡中起到十分重要的作用，在波分復用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)傳輸系統中，光開關可用于波長適配、再生和時鐘提取，在光時分復用(Optical Time Division Multiplex，OTDM)系統中，光開關可用于解復用；在全光交換系統中，光開關是光交叉連接(Optical Cross-connect，OXC)的關鍵器件，也是波長變換的重要器件。根據光開關的輸入和輸出端口數，可分為1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多種，它們在不同場合中有不同用途。其應用范圍主要有：光網絡的保護倒換系統，光纖測試中的光源控制、網絡性能的實時監控系統、光器件的測試、構建OXC設備的交換核心，光插/分復用、光學測試、光傳感系統等。
光開關涉及的領域：
1.光網絡的保護倒換系統，實際的光纜傳輸系統中都留有備用光纖，當工作通道傳輸中斷或性能劣化到一定程度，光開關將主信號自動轉至備用光纖系統傳輸，從而使接收端能接收到正常信號而感覺不到網路已出了故障，其會將網絡節點連成環形以進一步改善網絡的生存性。
2.網絡性能的實時監控系統，在遠端光纖測試點，通過1×N多路光開關把多根光纖接到光時域反射儀上，進行實時網絡監控，通過計算機控制光開關倒換順序和時間，實現對所有光纖的檢測，并將檢測結果傳回網絡控制中心，一旦發現某一路出現問題，可在網管中心直接進行處理。
3.光開關還應用在光纖通信器件測試系統以及城域網、接入網的差／分復用和交換設備中。光開關的引入使未來全光網絡更具靈活性、智能性、生存性。光開關技術已經成為未來光聯網、光交換的關鍵技術，在通信、自動控制等領域發揮著越來越重要的作用。
