Hiện nay, cỏc phần tử chuyển mạch ATM đều được chế tạo bằng cỏc linh kiện điện tử (Chip). Trong mạng ATM cỏc hệ thống truyền dẫn quang cụng nghệ truyền dẫn SDH sẽ là phương tiện truyền dẫn chủ yếu để đấu nối với cỏc hệ thống chuyển mạch ATM. Tại thiết bị chuyển mạch, tớn hiệu quang sẽ được chuyển đổi thành tớn hiệu điện, được xử lý sau đú biến đổi ngược lại thành tớn hiệu quang và gửi đến đầu ra. Hiện tại tốc độ truyền dẫn của cỏc hệ thống truyền dẫn quang SDH đó đạt tới tốc độ 20 Gb/s và cao hơn nữa. Với cụng nghệ bỏn dẫn dựa trờn Silicon như hiện nay thỡ việc chế tạo cỏc phần tử chuyển mạch cú tốc độ cao như trờn là khụng thể thực hiện được. Một số cụng nghệ truyền dẫn khỏc như: ECL, BICMOS, GaAs tuy cú tốc độ cao hơn nhưng cũng khụng quỏ 10 Gb/s. Trong tương lai, truyền dẫn quang cú thể đạt tới tốc độ trong dải Terabit (~1000 Gb/s) nờn việc nghiờn cứu cỏc hệ thống chuyển mạch quang là một yờu cầu đặt ra nhằm giải quyết những hạn chế của cỏc hệ thống chuyển mạch điện tử.
Chuyển mạch quang thực hiện việc truyền tải trực tiếp cỏc tế bào ATM dưới dạng ỏnh sỏng từ truyền dẫn đầu vào tới truyền dẫn đầu ra. Cỏc chuyển mạch này cú thể xử lý kết nối giao diện của hàng trục nghỡn khỏch hàng với tốc độ 155 Mbps, 622 Mbps và cao hơn nữa.
Do khụng phải chuyển đổi tớn hiệu quang sang điện và ngược lại, cỏc hệ thống chuyển mạch này cú thể hoạt động ở dải Terabit/s. Cho đến nay, cỏc hệ thống chuyển mạch quang vẫn được thiết kế theo xu hướng “cắt” mào đầu tế bào, chuyển đổi chỳng sang dạng điện làm trễ phần mạng thụng tin của tế bào và sử dụng thụng tin phần mào đầu để điều khiển tế bào quang qua phần tử chuyển mạch. Tuy nhiờn, với cỏc tốc độ truyền dẫn cao thỡ đõy là vấn đề rất khú thực
hiện. Một trong những hướng giải quyết là thiết kế thành phần chuyển mạch tương tự nh chuyển mạch phõn bố ma trận, trong đú cỏc trường VCI/VPI của phần mào đầu tế bào được “điện hoỏ” dựng để điều khiển cỏc thành phần chuyển mạch quang.