Systems, methods, and media for optical channel replacement

Abstract

Systems, methods, and non-transitory machine-readable medium for optical channel replacement are provided. An exemplary system includes a wavelength selective switch (WSS), including a first optical input port connectable to a first input channel, a second optical input port connectable to a second input channel, and an optical output port. The WSS, in response to a signal to replace the first input channel with the second input channel on the optical output port, is configured to terminate transmission of the first input channel to the optical output port over a transition period during which transmission of the first input channel continues, and to commence transmission of the second input channel to the optical output port during the transition period.

Description

SYSTEMS, METHODS, AND MEDIA FOR OPTICAL CHANNEL REPLACEMENTTechnical Field

[0001] The present disclosure relates to optical switching, and, in particular, to systems, methods, and media for optical channel replacement.Background

[0002] In dense wavelength-division multiplexing (DWDM) optical fiber communication systems, many optical wavelength channels are transported in a fiber link. The fiber link consists of various optical components, including optical amplifiers and transmission fibers. There are two major mechanisms that cause gain / loss coupling between channels, leading to large power excursion to other channels that are not directly affected in channel add / drop operations. These two mechanisms are the dependence of the gain profile of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) on the channel loading and the fiber stimulated Raman scattering (SRS) effect. These issues are exacerbated due to the cascade of amplifiers and fibers in the fiber link.

[0003] To mitigate the above channel-loading dependent issue, a full-fill system with dummy light (placeholder channels that do not carry information) has been proposed. For example, one such prior art system is described in U.S. Patent No. 10,530,516. In this kind of full-fill system, there is only one channel loading state (full-fill) during normal operation. A channel add / drop operation becomes a swapping (replacement) operation between real traffic channels and dummy light channels. However, there is still a power excursion issue during the replacement operation. In order to mitigate this issue, the number of channels that can be replaced in each operation needs to be controlled, leading to slow speed.Summary

[0004] In accordance with a first aspect of the present disclosure, there is provided a system for optical channel replacement, comprising: a wavelength  selective switch (WSS) , including a first optical input port connectable to a first input channel, a second optical input port connectable to a second input channel, an optical output port, wherein the WSS, in response to a signal to replace the first input channel with the second input channel on the optical output port, is configured to terminate transmission of the first input channel to the optical output port over a transition period during which transmission of the first input channel continues, and to commence transmission of the second input channel to the optical output port during the transition period.

[0005] In some or all example embodiments of the first aspect, the WSS includes an LCoS optical processor that displays an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, at least one intermediate image, and a final state image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, the final state image fully disconnecting the first input channel from the optical output port and fully connecting the second input channel to the optical output port.

[0006] In some or all example embodiments of the first aspect, the WSS includes a controller that controls the LCoS optical processor to display the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0007] In some or all example embodiments of the first aspect, a sum of the first power and the second power is kept constant during display of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0008] In some or all example embodiments of the first aspect, a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0009] In some or all example embodiments of the first aspect, the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most during  switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0010] In some or all example embodiments of the first aspect, one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.

[0011] In some or all example embodiments of the first aspect, the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.

[0012] In accordance with a second aspect of the present disclosure, there is provided a method for optical channel replacement, comprising: transmitting only a first input channel from a first optical input port of a wavelength selective switch (WSS) to an optical output port of the WSS; decreasing transmission of the first input channel to the optical output port and simultaneously increasing transmission of a second input channel from a second optical input port of the WSS to the optical output port; and transmitting only the second input channel to the optical output port.

[0013] In some or all example embodiments of the second aspect, the WSS includes an LCoS optical processor, and wherein transmitting the first input channel and simultaneously discarding the second input channel includes displaying an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, wherein decreasing transmission of the first input channel and simultaneously increasing transmission of the second input channel includes displaying at least one intermediate image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, and wherein transmitting the second input channel and discarding the first input channel includes displaying a final state image that fully disconnects the first input channel from the optical output port and fully connects the second input channel to the optical output port.

[0014] In some or all example embodiments of the second aspect, the WSS  includes a controller that controls the LCoS optical processor to display the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0015] In some or all example embodiments of the second aspect, a sum of the first power and the second power is kept constant during displaying of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0016] In some or all example embodiments of the second aspect, a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0017] In some or all example embodiments of the second aspect, the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0018] In some or all example embodiments of the second aspect, one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.

[0019] In some or all example embodiments of the second aspect, the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.

[0020] In a third aspect of the present disclosure, there is provided a non-transitory machine-readable medium having tangibly stored thereon machine executable instructions for execution by one or more processors, wherein the executable instructions, in response to execution by the one or more processors, cause the one or more processors to: transmit only a first input channel from a first optical input port of a wavelength selective switch (WSS) to an optical output port of the WSS; decrease transmission of the first input channel to the optical output port and simultaneously increase transmission of a second input channel from a second optical input port of the WSS to the optical output port; and transmit only the second input channel to the optical output port.

[0021] In some or all example embodiments of the third aspect, the WSS includes an LCoS optical processor, and wherein the machine executable instructions, when executed by the one or more processors, causes the WSS to display an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, display at least one intermediate image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, and display a final state image that fully disconnects the first input channel from the optical output port and fully connects the second input channel to the optical output port.

[0022] In some or all example embodiments of the third aspect, a sum of the first power and the second power is kept constant during displaying of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0023] In some or all example embodiments of the third aspect, a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.

[0024] In some or all example embodiments of the third aspect, the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most.

[0025] In some or all example embodiments of the third aspect, one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.

[0026] In some or all example embodiments of the third aspect, the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.

[0027] Other aspects and features of the present disclosure will become apparent to those of ordinary skill in the art upon review of the following description of specific implementations of the application in conjunction with the accompanying figures.Brief Description of the Drawings

[0028] Reference will now be made, by way of example, to the accompanying drawings which show example embodiments of the present application, and in which:

[0029] FIG. 1 is a schematic diagram of a typical three-degree reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM) node in an optical network.

[0030] FIG. 2A shows two optical inlet ports connected to an optical outlet port via a wavelength selective switch (WSS) of the ROADM node of FIG. 1.

[0031] FIG. 2B shows the power level as a channel from port A is replaced with port B in FIG. 2A.

[0032] FIG. 3A shows a prior art channel replacement scheme, wherein channels are replaced sequentially.

[0033] FIG. 3B shows the total power over time as the channels are replaced in accordance with the scheme shown in FIG. 3A.

[0034] FIG. 4 is a schematic diagram of a typical WSS.

[0035] FIG. 5 is a schematic diagram of a liquid crystal on silicon (LCoS) display of the WSS of FIG. 4.

[0036] FIG. 6A shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component at the LCoS optical processor and phase profile imposed by the LCoS optical processor directing light to optical output port 1.

[0037] FIG. 6B shows light being directed to output 1 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6A.

[0038] FIG. 6C shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component at the LCoS optical processor and phase profile imposed by the LCoS optical processor directing light to optical output port 2.

[0039] FIG. 6D shows light being directed to optical output port 2 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6B.

[0040] FIG. 6E shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component at the LCoS optical processor and phase profile imposed by the LCoS optical processor when light is split between optical output port 1 and optical output port 2.

[0041] FIG. 6F shows light being split between optical output port 1 and optical output port 2 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6E.

[0042] FIG. 7 shows the power at the output port when using the approach disclosed herein.

[0043] FIG. 8 shows an exemplary ROADM system that employs the approach described herein.

[0044] FIG. 9 shows a method for optical channel replacement in accordance with an aspect of the disclosure.

[0045] FIG. 10 shows the controller of FIG. 4 in further detail.

[0046] Similar reference numerals may have been used in different figures to denote similar components. Unless otherwise specifically noted, articles depicted in the drawings are not necessarily drawn to scale.

[0047] Detailed Description of Example Embodiments

[0048] The present disclosure is made with reference to the accompanying drawings, in which embodiments are shown. However, many different embodiments may be used, and thus the description should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this application will be thorough and complete. Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings and the following description to refer to the same  elements, and prime notation is used to indicate similar elements, operations or steps in alternative embodiments. Separate boxes or illustrated separation of functional elements of illustrated systems and devices does not necessarily require physical separation of such functions, as communication between such elements may occur by way of messaging, function calls, shared memory space, and so on, without any such physical separation. As such, functions need not be implemented in physically or logically separated platforms, although such functions are illustrated separately for ease of explanation herein. Different devices may have different designs, such that although some devices implement some functions in fixed function hardware, other devices may implement such functions in a programmable processor with code obtained from a machine-readable medium. Lastly, elements referred to in the singular may be plural and vice versa, except wherein indicated otherwise either explicitly or inherently by context.

[0049] Channel replacement as disclosed herein is done by wavelength selective switching (WSS) . A channel is generated by one transmitter and addressed to one receiver, and can have bandwidth of a few tens of GHz to over a hundred GHz. Typically, pairs of adjacent channels are separated by a guard band. Spectral slices of bandwidth in modern WSS are 3.125 GHz, 6.25 GHz, or 12.5 GHz, etc. Channels often span many spectral slices. A multiplexing WSS usually has multiple input ports, and one output port. A de-multiplexing WSS usually has one input port, and multiple output ports. A WSS can be used in the multiplexing / de-multiplexing fashion. When used in multiplexing fashion, the output can be connected to any input port for any given channel or any spectral slice.

[0050] A goal of the approach is to have transientless switching. During channel replacement, the total power from the channels being switched from and switched to is kept constant or as constant as possible. No or little transient is induced during channel replacement. Thus all channels can be replaced in one operation, with no need to divide the channels into replacement groups.

[0051] FIG. 1 is a schematic diagram of an optical communications network 20 with a typical three-degree reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM)  node 24. The ROADM node 24 has three multiplexers 28, each of which is in communication with three other ROADM nodes 24. Data is transmitted across the optical communications network 20 via channels. Channels are wavelength bands that are separated by guard bands, enabling the ROADM nodes 24 to communicate multiple data streams to other ROADM nodes 24 simultaneously. The ROADM nodes 24 use WSS multiplexers 32 and WSS demultiplexers 36 to control communications. Both WSS multiplexers 32 and WSS demultiplexers 36 can alternatively be referred to herein as WSSes.

[0052] FIG. 2A shows what happens during switching for traditional WSS. The ith wavelengths are present on both optical input ports A and B of the WSS. Assuming that the WSS connects optical input port A to the optical output port of the WSS initially, during a replacement operation, the WSS disconnects optical input port A from the optical output port and connects optical input port B to the optical output port. Note that the process is the same for multiple wavelengths.

[0053] FIG. 2B shows the aggregate power over time during this input replacement operation for traditional switching, such as described with respect to FIG. 2A. While, in the presently described and illustrated exemplary embodiment, the WSS includes a spatial light modulator (SLM) in the form of a liquid crystal on silicon (LCoS) optical processor, in other embodiments, any other type of suitable beam-steering technology can be used. For an LCoS-based WSS, the phase profile (at a given wavelength / spectrum slice) steers light to different optical output port, or receives light from different input port. Because there are many wavelength / spectrum slices, there is an image for the entire LCoS to set connections for all wavelength slices. In the initial state, the power is from port A. During switching, port A is torn down, therefore there is a significant power drop at the optical output port, effectively to zero. The power is essentially dropped to zero. Then the connection between port B and the output port is established, the output port receives power from port B. In state of the art WSS, the transition time is typically in the order of sub-seconds. However, the transition time is not critical to the problem.

[0054] On a high level, three images are involved in traditional switching: an initial state image, a final state image, and an intermediate image. As will be understood, this large excursion of power is undesirable.

[0055] FIG. 3A shows a prior art channel replacement scheme for ROADM nodes, such as those of FIG. 1. A set of channels defined by wavelength ranges are shown separated by small guard bands. In order to maintain a generally consistent power level, and thus gain, channels not being used to transmit a data stream are filled with a “dummy light” ; that is, a light of generally constant intensity. New data streams are added generally by replacing dummy light in channels, and data streams that are terminating are replaced with either another data stream of the same wavelength range or a dummy light of the same wavelength range at the end of the transmission. When replacing multiple channels, it is done sequentially to limit the disturbance to the aggregate power level, replacing one or a small number of channels at a time. For purposes of this disclosure, both the data streams and the dummy lights are considered input channels.

[0056] When a channel (or a small number of channels) is temporally deleted during the replacement, the gain / power change on all other channels can be calculated using a simulation tool that can evaluate the gain / power change during channel add / drop. The impact on their performance (the optical signal-to-noise ratio, or OSNR, and fiber nonlinear interference) and therefore the required OSNR margin can be calculated. If the OSNR margin is larger than the required OSNR margin, then replacement can be performed. As dummy lights are added or dropped in each optical multiplexing section (OMS) , the induced power excursion to existing channels is confined to the affected OMS.

[0057] The initial state with signal channels (in solid lines) and dummy channels (in broken lines) is shown in (a) . The arrows identify channels #4, #5, and #8 that are to be replaced with signals. The state after the first dummy light #4 is deleted is shown in (b) . (c) shows the state after the addition of a signal in place of the deleted dummy light #4. Then, a next dummy light #5 is deleted, as shown in (d) , and replaced with a signal as shown in (e) . After, the third dummy  light #8 is deleted, and replaced with a signal as shown in (g) . FIG. 3B shows the aggregate power level during the steps (a) to (g) . As can be seen, the aggregate power fluctuates as channels are deleted and replaced.

[0058] FIG. 4 shows various components of a typical WSS multiplexer 32. The WSS multiplexer 32 includes an array of optical input ports 40 and optical output ports 44. Light from the optical input ports 40 is passed through a set of polarization diversity optics 48 and imaging optics 52 before being reflected by a cylindrical mirror 56. The light may be reflected through imaging optics 60 and compensating optics 64 before reflecting off of a conventional grating 68 and back through the compensating optics 64 and the imaging optics 60 to the cylindrical mirror 56 and to the LCoS optical processor 72. The LCOS optical processor 72 is used to steer light.

[0059] FIG. 5 is a schematic diagram of the LCoS optical processor 72 of the WSS multiplexer 32 of FIG. 4. The LCoS optical processor 72 is a two-dimensional device, the state of which is determined by the state image that acts as a phase map. The LCoS optical processor 72 can behave like an array of mirrors. Each “mirror” is commonly referred to as a pixel and steers a spectral slice. By programming the phase profile of the LCoS optical processor 72, the “mirror” angle can be changed, so the light is reflected to a different direction / optical output port 44.Each wavelength slice (i.e., channel) can be steered independently. As there are many wavelength / spectrum slices, there is an image for the entire LCoS optical processor 72 to set connections for all wavelength slices. On a high level, three images are involved in traditional switching: the initial and final state images, and one intermediate image.

[0060] The LCoS optical processor 72 is controlled by a controller 76 that directs the LCoS optical processor 72 to display “images” . The controller 76 can form part of the LCoS optical processor 72, part of the WSS 32, or can be separate from the WSS 32.

[0061] The LCoS optical processor 72 can split one light into two outputs, or merge light from two inputs. That is, the LCoS optical processor 72 acts as a  splitter and / or a combiner, and can achieve an arbitrary splitting or merging ratio. Two phase ramps are combined by the LCoS optical processor 72 to provide two simultaneous “mirrors” .

[0062] General operation of the LCoS optical processor will now be illustrated via FIGS. 6A to 6F. For ease of illustration, the positions of only two optical output ports, 1 and 2, at the fiber array plane of the spectral pulse shapers (SPS) are shown. FIG. 6A shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component (shown as a generally Gaussian bell-shaped curve) at the LCoS optical processor and phase profile (sloped and sloped with a wrapped modulus of 2π) imposed by the LCoS optical processor directing light to optical output port 1. FIG. 6B shows light being directed to optical output port 1 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6A.

[0063] FIG. 6C shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component (shown as a generally sinusoidal curve) at the LCoS optical processor and phase profile (jagged curves) imposed by the LCoS optical processor directing light to optical output port 2. FIG. 6D shows light being directed to optical output port 2 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6C.

[0064] FIG. 6E shows the spatial intensity distribution of a single wavelength component at the LCoS optical processor and phase profile imposed by the LCoS optical processor when light is split between optical output port 1 and optical output port 2. FIG. 6F shows light being split between optical output port 1 and optical output port 2 as a result of the spatial intensity distribution and phase profile implemented by the LCoS optical processor as shown in FIG. 6E.

[0065] In accordance with certain embodiments, transientless switching can be achieved during channel replacement using an LCoS optical processor. Multiple intermediate LCoS images with adequate splitting / combining ratio are sequentially loaded between the initial state image and the final state image to achieve transientless switching. The power from the initial optical input port is gradually  reduced, and the power from the final optical input port is gradually increased, but the power from both is kept constant. The maximum power variation ΔPdB is a design parameter, and it can be desirable to maintain this value small, for example one or two decibels.

[0066] This approach and the resulting aggregate power over time are shown in FIG. 7. In the illustrated example, there are four intermediate images (Image#1 to Image#4) that are displayed between the initial state image (Image#i) and the final state image (Image#f) . Instead of loading only a single LCoS image that disconnects the original connection, multiple LCoS images are sequentially loaded. Each image is designed to achieve proper power splitting ratio and attenuation. The power from the initial port is gradually decreased, and the power from the final port is gradually increased. As a result, the total power (the sum from the initial and final optical input ports) is kept constant during switching.

[0067] The number of images and timing of display of the images depends on the hardware specification, and can be varied as will be understood by a person skilled in the art. For example, in one embodiment, four intermediate images are displayed by the LCoS optical processor between the initial state image and the final state image, with each subsequent intermediate image decreasing the power from the first input channel by 20%of the power of the first input channel, and increasing the power from the second input channel by 20%of the power of the second input channel.

[0068] FIG. 8 shows an exemplary ROADM system that employs the approach described herein. As illustrated, some channels are initially routed along path A, but it is desired to re-route these channels along path B. On path B, those wavelengths are initially occupied by placeholder channels (that is, dummy light) . With traditional WSS switching, channels to be re-routed may need to be switched group by group to limit the disturbance to the new path B, and the switching may have to be done sequentially at different ROADM nodes. In contrast, with the approach described herein for transientless switching, the disturbance to the new path is negligible, all channels can be switched in one shot, and the switching can be done  simultaneously at all ROADM nodes, significantly improving the efficiency.

[0069] Now referring to FIGS. 7 and 9, a method 100 for optical channel replacement in accordance with an aspect of the disclosure is shown. In the method 100, a set of one or more intermediate images are generated by the controller 72 and used to transition from an initial state image to a final state image while maintaining the aggregate power levels between the first optical input port and the second optical input port equal or about equal. In this manner, there are no significant power level changes during switching. The images can be generated at a design stage and stored for later use, or can be generated dynamically. In addition, these images can be generated by a local controller within the LCoS optical processor or the WSS, or a remote processor.

[0070] The method 100 commences with the controller 76 directing the LCoS optical processor, like that shown in FIGS. 4 and 5, to display an initial state image (110) . The power at the optical output port during display of the initial state image, “Image#i” , is shown in FIG. 7. Display of the initial state image causes all power to be drawn from optical input port A and none from optical input port B. In particular, the power received from optical input port A is P0 and thus the power received by the optical output port is P0.

[0071] During switching from optical input port A to optical input port B, the controller 76 directs the LCoS optical processor to display a sequence of one or more intermediate images (120) . Each successive intermediate image reduces power received from optical input port A and increases power received from optical input port B. In the example embodiment shown in FIG. 7, there are four intermediate images, “Image#1” to “Image#4” . When each successive intermediate image is displayed by the LCoS optical processor, the power from optical input port A is reduced, and the power from optical input port B is increased by the same amount that the power from optical input port A is reduced. Thus, in aggregate, the total power received at the optical output port is kept constant or near constant. The total power received at the optical output port in some preferred embodiments only fluctuates by two decibels or less, and in some particular  embodiments, only fluctuates by one decibel or less.

[0072] The actual power level Pact and the desired power level Pdes are also shown in FIG. 7. Ideally, the power level at the optical output port is kept constant or near constant at Pdes, but minor fluctuations in the actual aggregate power level Pact at the optical output port are tolerated; e.g., fluctuations of two decibels or less, or of one decibel or less.

[0073] Upon display of the sequence of intermediate images, the controller 76 directs the LCoS optical processor to display the final state image (i.e., “Image#F” in FIG. 7) (130) . When the final state image is presented by the LCoS optical processor, all power from optical input port B and none of the power from optical input port A is provided to the optical output port, as is shown in FIG. 7.

[0074] FIG. 10 shows various physical and logical components of an exemplary controller 72 for controlling the LCoS optical processor as discussed above in accordance with an embodiment of the present disclosure. Although an example embodiment of the controller 72 is shown and discussed below, other embodiments may be used to implement examples disclosed herein, which may include components different from those shown. Although FIG. 10 shows a single instance of each component of the controller 72, there may be multiple instances of each component shown.

[0075] The controller 72 includes one or more processors 204, such as a central processing unit, a microprocessor, an application-specific integrated circuit (ASIC) , a field-programmable gate array (FPGA) , a dedicated logic circuitry, a tensor processing unit, a neural processing unit, a dedicated artificial intelligence processing unit, or combinations thereof. The one or more processors 204 may collectively be referred to as a processor 204. The controller 72 may include a display 208 for outputting data and / or information in some applications, but may not in some other applications.

[0076] The controller 72 includes one or more memories 212 (collectively referred to as “memory 212” ) , which may include a volatile or non-volatile memory  (e.g., a flash memory, a random access memory (RAM) , and / or a read-only memory (ROM) ) . The non-transitory memory 212 may store machine-executable instructions for execution by the processor 1204. A set of machine-executable instructions 216 define a process for generating and transmitting images to the LCoS optical processor (described herein) is shown stored in the memory 212, which may be executed by the processor 204 to perform the steps of the methods for optical channel replacement described herein. The memory 212 may include other machine-executable instructions for execution by the processor 204, such as machine-executable instructions for implementing an operating system and other applications or functions.

[0077] In some examples, the controller 72 may also include one or more electronic storage units (not shown) , such as a solid state drive, a hard disk drive, a magnetic disk drive and / or an optical disk drive. In some examples, one or more datasets and / or modules may be provided by an external memory (e.g., an external drive in wired or wireless communication with the controller 72) or may be provided by a transitory or non-transitory computer-readable medium. Examples of non-transitory computer readable media include a RAM, a ROM, an erasable programmable ROM (EPROM) , an electrically erasable programmable ROM (EEPROM) , a flash memory, a CD-ROM, or other portable memory storage. The storage units and / or external memory may be used in conjunction with memory 212 to implement data storage, retrieval, and caching functions of the controller 72.

[0078] The components of the controller 72 may communicate with each other via a bus, for example. In some embodiments, the controller 72 is a distributed computing system and may include multiple computing devices in communication with each other over a network, as well as optionally one or more additional components. The various operations described herein may be performed by different computing devices of a distributed system in some embodiments. In some embodiments, the controller 72 is a virtual machine provided by a cloud computing platform.

[0079] The steps (also referred to as operations) in the flowcharts and  drawings described herein are for purposes of example only. There may be many variations to these steps / operations without departing from the teachings of the present disclosure. For instance, the steps may be performed in a differing order, or steps may be added, deleted, or modified, as appropriate.

[0080] In other embodiments, the same approach described herein can be employed for other modalities.

[0081] General

[0082] Through the descriptions of the preceding embodiments, the present invention may be implemented by using hardware only, or by using software and a necessary universal hardware platform, or by a combination of hardware and software. The coding of software for carrying out the above-described methods described is within the scope of a person of ordinary skill in the art having regard to the present disclosure. Based on such understandings, the technical solution of the present invention may be embodied in the form of a software product. The software product may be stored in a non-volatile or non-transitory storage medium, which can be an optical storage medium, flash drive or hard disk. The software product includes a number of instructions that enable a computing device (personal computer, server, or network device) to execute the methods provided in the embodiments of the present disclosure.

[0083] All values and sub-ranges within disclosed ranges are also disclosed. Also, although the systems, devices and processes disclosed and shown herein may comprise a specific plurality of elements, the systems, devices and assemblies may be modified to comprise additional or fewer of such elements. Although several example embodiments are described herein, modifications, adaptations, and other implementations are possible. For example, substitutions, additions, or modifications may be made to the elements illustrated in the drawings, and the example methods described herein may be modified by substituting, reordering, or adding steps to the disclosed methods.

[0084] Features from one or more of the above-described embodiments may  be selected to create alternate embodiments comprised of a sub-combination of features which may not be explicitly described above. In addition, features from one or more of the above-described embodiments may be selected and combined to create alternate embodiments comprised of a combination of features which may not be explicitly described above. Features suitable for such combinations and sub-combinations would be readily apparent to persons skilled in the art upon review of the present disclosure as a whole.

[0085] In addition, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of the example embodiments described herein. It will, however, be understood by those of ordinary skill in the art that the example embodiments described herein may be practiced without these specific details. Furthermore, well-known methods, procedures, and elements have not been described in detail so as not to obscure the example embodiments described herein. The subject matter described herein and in the recited claims intends to cover and embrace all suitable changes in technology.

[0086] Although the present invention and its advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and alterations can be made herein without departing from the invention as defined by the appended claims.

[0087] The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the subject matter of the claims. The described example embodiments are to be considered in all respects as being only illustrative and not restrictive. The present disclosure intends to cover and embrace all suitable changes in technology. The scope of the present disclosure is, therefore, described by the appended claims rather than by the foregoing description. The scope of the claims should not be limited by the embodiments set forth in the examples, but should be given the broadest interpretation consistent with the description as a whole.

Claims

1.A system for optical channel replacement, comprising:a wavelength selective switch (WSS) , including a first optical input port connectable to a first input channel, a second optical input port connectable to a second input channel, and an optical output port,wherein the WSS, in response to a signal to replace the first input channel with the second input channel on the optical output port, is configured to terminate transmission of the first input channel to the optical output port over a transition period during which transmission of the first input channel continues, and to commence transmission of the second input channel to the optical output port during the transition period.2.The system of claim 1, wherein the WSS includes an LCoS optical processor that displays an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, at least one intermediate image, and a final state image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, the final state image fully disconnecting the first input channel from the optical output port and fully connecting the second input channel to the optical output port.3.The system of claim 2, wherein the WSS includes a controller that controls the LCoS optical processor to display the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.4.The system of claim 3, wherein a sum of the first power and the second power is kept constant during display of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.5.The system of claim 3, wherein a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.6.The system of claim 5, wherein the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.7.The system of any one of claims 1 to 6, wherein one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.8.The system of any one of claims 1 to 7, wherein the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.9.A method for optical channel replacement, comprising:transmitting only a first input channel from a first optical input port of a wavelength selective switch (WSS) to an optical output port of the WSS;decreasing transmission of the first input channel to the optical output port and simultaneously increasing transmission of a second input channel from a second optical input port of the WSS to the optical output port; andtransmitting only the second input channel to the optical output port.10.The method of claim 9, wherein the WSS includes an LCoS optical processor, and wherein transmitting the first input channel and simultaneously discarding the second input channel includes displaying an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, wherein decreasing transmission of the first input channel and simultaneously increasing transmission of the second input channel includes displaying at least one intermediate image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, and wherein transmitting the second input channel and discarding the first input channel includes displaying a final state image that fully disconnects the first input channel from the optical output port and fully connects the second input channel to the optical output port.11.The method of claim 10, wherein the WSS includes a controller that controls the LCoS optical processor to display the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.12.The method of claim 11, wherein a sum of the first power and the second power is kept constant during displaying of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.13.The method of claim 11, wherein a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.14.The method of claim 13, wherein the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.15.[Rectified under Rule 91, 04.07.2023]The method of any one of claims 9 to 14, wherein one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.16.The method of any one of claims 9 to 15, wherein the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.17.A non-transitory machine-readable medium having tangibly stored thereon machine executable instructions for execution by one or more processors, wherein the executable instructions, in response to execution by the one or more processors, cause the one or more processors to:transmit only a first input channel from a first optical input port of a wavelength selective switch (WSS) to an optical output port of the WSS;decrease transmission of the first input channel to the optical output port and simultaneously increase transmission of a second input channel from a second optical input port of the WSS to the optical output port; andtransmit only the second input channel to the optical output port.18.The non-transitory machine-readable medium of claim 17, wherein the WSS includes an LCoS optical processor, and wherein the machine executable instructions, when executed by the one or more processors, causes the WSS to display an initial state image that fully connects the first input channel to the optical output port and fully disconnects the second input channel from the optical output port, display at least one intermediate image, wherein each successive intermediate image of the at least one intermediate image reduces first power from the first input channel and increases second power from the second input channel, and display a final state image that fully disconnects the first input channel from the optical output port and fully connects the second input channel to the optical output port.19.The non-transitory machine-readable medium of claim 18, wherein a sum of the first power and the second power is kept constant during displaying of the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.20.The non-transitory machine-readable medium of claim 18, wherein a sum of the first power and the second power fluctuate within two decibels at most during switching between the initial state image, the at least one intermediate image, and the final state image.21.The non-transitory machine-readable medium of claim 20, wherein the sum of the first power and the second power fluctuate within one decibel at most.22.The non-transitory machine-readable medium of any one of claims 17 to 21, wherein one of the first input channel and the second input channel is a dummy light.23.The non-transitory machine-readable medium of any one of claims 17 to 22, wherein the first input channel is within a wavelength range and the second input channel is within the wavelength range.

Images