Η αντικατάσταση των ηλεκτρονικών μεταγωγέων με καθαρά οπτικούς θα είναι το κεντρικό τεχνολογικό χαρακτηριστικό των δικτύων που θα μπορούν να μεταφέρουν πολλά τρισεκατομμύρια στοιχειώδεις πληροφορίες ανά δευτερόλεπτο
Το πρόβλημα βρίσκεται στη μεταγωγή, δηλαδή στο πέρασμα της φωτεινής ακτίνας που φέρει τις πληροφορίες από τη μια οπτική ίνα στην άλλη. Γιατί βέβαια δεν είναι δυνατό να απλωθούν οπτικές ίνες ανάμεσα σε όλες τις τηλεπικοινωνιακές συσκευές. Σε ένα ή συνήθως σε περισσότερα σημεία στη διαδρομή πρέπει να γίνει μεταγωγή σε άλλη ίνα. Για να γίνει δυνατό αυτό χρησιμοποιούνται ακριβοί οπτικοηλεκτρονικοί μεταγωγείς (switches) που μετατρέπουν το φωτεινό σήμα σε ηλεκτρικό και μετά πάλι σε φωτεινό. Αυτή η διαδικασία, θυμίζει την επικοινωνία δύο περιοχών που έχουν μεταξύ τους θαυμάσιο οδικό δίκτυο, στο οποίο όμως παρεμβάλλεται κάποιο πορθμείο. Η διαδρομή με το αυτοκίνητο θα ήταν της τάξης μερικών λεπτών, αλλά εξαιτίας του πορθμείου γίνεται μιας ή και περισσότερων ωρών.
Η ανάγκη για πιο γρήγορες τηλεπικοινωνίες στο σημερινό κόσμο διογκώνεται διαρκώς. Καθημερινά απλώνονται οπτικές ίνες μήκους ίσου με τρεις φορές την περίμετρο της Γης. Στα πιο βαρυφορτωμένα δίκτυα - ραχοκοκαλιές του Ιντερνετ, η κυκλοφορία πληροφοριών φτάνει το ένα τρισεκατομμύριο bits (στοιχειώδεις πληροφορίες) ανά δευτερόλεπτο και υπολογίζεται ότι είναι μόλις το ένα χιλιοστό αυτής που θα απαιτείται ως το τέλος της δεκαετίας. Οι οπτικές ίνες μπορούν να διοχετεύσουν εκατοντάδες χιλιάδες φορές περισσότερες πληροφορίες απ' ό,τι οι πομποί μικροκυμάτων ή οι δορυφόροι.Λύση στο πρόβλημα της μεταγωγής φαίνεται να μπορούν να δώσουν διάφορες τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια και τουλάχιστον μια από τις οποίες έχει ήδη μπει στη διαδικασία παραγωγής. Οι τεχνολογίες αυτές αποσκοπούν στην εξάλειψη της διπλής μετατροπής φως - ηλεκτρόνια - φως και την επίτευξη απευθείας οπτικής μεταγωγής. Η φωτονική (αντίστοιχο της ονομασίας ηλεκτρονική) είναι ακόμη μια τεχνολογία στα σπάργανα, περίπου εκεί που βρισκόταν η ηλεκτρονική τη δεκαετία του 1960. Αλλά οι λύσεις που βρίσκει είναι καταπληκτικές.
Οι οπτικοί μεταγωγείς πρέπει να μπορούν να διοχετεύσουν τη φωτεινή ακτίνα (ή τμήμα της, δηλαδή κάποιο συγκεκριμένο μήκος κύματος) οποιασδήποτε από τις οπτικές ίνες εισόδου, σε οποιαδήποτε από τις οπτικές ίνες εξόδου. Ενας οπτικός μεταγωγέας με 100 κανάλια εισόδου των 10 δισ. bits το καθένα θα πρέπει να διαχειρίζεται 1 τρισ. bits το δευτερόλεπτο! Μέχρι πρόσφατα, όλοι οι οπτικοί μεταγωγείς που είχαν κατασκευαστεί απείχαν πολύ από τέτοιες δυνατότητες. Σήμερα, πολλές εταιρίες έχουν υιοθετήσει μια νέα προσέγγιση στην κατασκευή οπτικών μεταγωγέων, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία των μικροηλεκτρομηχανικών συστημάτων γνωστή και σαν MEMS (από τα αρχικά των λέξεων στα αγγλικά). Τα συστήματα αυτά στην ουσία είναι ολοκληρωμένα κυκλώματα με μηχανικά στοιχεία. Κατασκευάζονται με φωτολιθογραφικές μεθόδους, παρόμοιες με εκείνες των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων υψηλής ολοκλήρωσης, πάνω σε φύλλα πυριτίου. Στα MEMS τα στρώματα οξειδίου του πυριτίου αφαιρούνται, με στόχο να δημιουργηθούν όχι τρανζίστορς αλλά τα δομικά στοιχεία συσκευών με ανακλαστικές επιφάνειες που μπορούν να κινηθούν όταν τροφοδοτηθούν με ηλεκτρικό ρεύμα. Οι συσκευές αυτές είναι μικροσκοπικές, φτηνές και μπορούν να διαταχθούν σε μεγάλη πυκνότητα πάνω στο φύλλο πυριτίου.
Ο μεταγωγέας MEMS έχει μικρό μέγεθος. Κάθε μικροκαθρέφτης έχει διάμετρο μισού χιλιοστού (περίπου το μέγεθος του κεφαλιού μιας καρφίτσας). Οι μικροκαθρέφτες πρέπει να είναι σε απόσταση ενός χιλιοστού ο ένας από τον άλλο. Ετσι, ένας μεταγωγέας με 256 καθρέφτες μπορεί να κατασκευαστεί σε ένα φύλλο πυριτίου με διάμετρο μόλις 2,5 εκατοστών! Επιπλέον, η κατανάλωση ρεύματος του οπτικού μεταγωγέα είναι 100 φορές μικρότερη απ' ό,τι ενός αντίστοιχου σημερινού οπτικοηλεκτρονικού. Η κατασκευή των καθρεφτών από πυρίτιο αντί από κάποιο μέταλλο τους κάνει πιο σταθερούς, ενώ η χρήση διαδικασιών ευρέως διαδεδομένων για την κατασκευή τους περιορίζει πολύ το κόστος τους.
Μια πολύ πρόσφατη εξέλιξη στην τεχνολογία των MEMS είναι η αυτοσυναρμολόγηση. Στο τελευταίο στάδιο της κατασκευής, μικρά ελατήρια πάνω στο φύλλο πυριτίου απελευθερώνουν τις ανακλαστικές επιφάνειες, ενώ ένα πλαίσιο γύρω από καθεμιά τις τοποθετεί και τις σταθεροποιεί στο κατάλληλο ύψος, ώστε να μπορούν να κινηθούν. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η τεχνολογία των MEMS, που είναι μόνο μία από τις πολλά υποσχόμενες που εφευρέθηκαν τα τελευταία χρόνια, μπορεί να οδηγήσει ακόμα και σε οπτικούς μεταγωγείς της τάξης των τετράκις εκατομμυρίων bits ανά δευτερόλεπτο!