วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ ศึกษาปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่งของโครงข่าย WDM ที่รองรับทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์สองปัญหา สำหรับปัญหาแรกที่ศึกษาคือ ปัญหาการจัดสรรเส้นทางและความยาวคลื่นให้กับทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์ของโครงข่าย WDM โดยมีวัตถุประสงค์ในการศึกษาคือ เพื่อพิจารณาและเปรียบเทียบวิธีการออกแบบโครงข่าย WDMสองวิธีคือ แบบแมช และแบบหลายวงแหวนในด้านของจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงที่โครงข่ายต้องการรองรับทราฟฟิก ประสิทธิภาพในการใช้เส้นใยแก้วนำแสง และความซับซ้อนในการจัดการควบคุมโครงข่าย นอกจากนี้ วิทยานิพนธ์นี้ยังมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์อิทธิพลของจำนวนความยาวคลื่นสูงสุดที่สามารถมัลติเพลกซ์ได้ในเส้นใยแก้วนำแสงหนึ่งเส้นอุปกรณ์แปลงผันความยาวคลื่น รวมทั้งอุปกรณ์ optical power splitter ว่ามีผลอย่างไรต่อจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงทั้งหมดที่โครงข่ายต้องการ ดังนั้น เพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์Integer Linear Programming (ILP) ได้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อหาจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงที่โครงข่ายต้องการสำหรับแต่ละวิธีการออกแบบโครงข่ายและมากไปกว่านั้น วิทยานิพนธ์นี้ได้ทำการออกแบบและพัฒนาอัลกอริธึมของการจัดสรรความยาวคลื่น และวิธีการหาค่าขอบเขตล่างของจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงที่โครงข่ายต้องการเพื่อประโยชน์ในการออกแบบโครงข่าย WDM ที่รองรับทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์ สำหรับปัญหาที่สองที่วิทยานิพนธ์นี้ศึกษา คือ ปัญหาการปกป้องโครงข่ายจากความเสียหายหนึ่งข่ายเชื่อมโยงในโครงข่าย WDM ที่รองรับทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์ ในการจัดการแก้ไขปัญหาดังกล่าว วิทยานิพนธ์พิจารณาและวิเคราะห์ระบบปกป้องโครงข่าย 2 ระบบสำหรับระบบปกป้องโครงข่ายระบบแรกคือ ระบบปกป้องแบบมัลติคาสต์ (multicast protectionsystem) โดยวิทยานิพนธ์นี้นำเสนอวิธีการปกป้องโครงข่ายที่เกี่ยวข้องกับระบบแรกนี้ทั้งหมด 6 วิธี และสำหรับระบบปกป้องระบบที่สองคือ ระบบปกป้องแบบพอยท์ทูพอยท์(point-to-point protection system) ซึ่งสำหรับระบบนี้ วิทยานิพนธ์จะศึกษาวิธีการปกป้องทั้งหมด 5 วิธี และจากการนำเสนอ วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์หลักคือเพื่อวิเคราะห์ความซับซ้อนของกระบวนการปกป้องโครงข่าย และจำนวนเส้นใยแก้วที่โครงข่ายต้องการในแต่ละวิธีการปกป้องโครงข่ายรวมทั้งยังมีวัตถุประสงค์หลักอีกประการหนึ่งคือ เพื่อนำเสนอการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบระหว่างวิธีการปกป้องโครงข่ายที่วิทยานิพนธ์ศึกษา ดังนั้น เพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ วิทยานิพนธ์นี้จึงออกแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อหาจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงต่ำสุดที่แต่ละวิธีการป้องกันโครงข่ายต้องการ รวมทั้งนำเสนออัลกอริธึมในการจัดสรรความยาวคลื่น และฮิวริสติกอัลกอริธึมที่ประยุกต์จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการคำนวณหาจำนวนเส้นใยนำแสงที่แต่ละวิธีการปกป้องโครงข่ายต้องการ จากการศึกษาและวิเคราะห์ผลเฉลยของปัญหาการปกป้องโครงข่าย สามารถสรุปได้ว่าโดยทั่วไปแล้ว โครงข่ายที่จะใช้ระบบปกป้องแบบมัลติคาสต์จะใช้จำนวนเส้นใยแก้วนำแสงรองรับทราฟฟิกน้อยกว่าโครงข่ายที่ใช้ระบบปกป้องแบบพอยท์ทูพอยท์ แต่อย่างไรก็ตามสำหรับโครงข่ายที่รองรับทราฟฟิกทั้งแบบมัลติคาสต์ และยูนิคคาสต์พร้อม ๆ กัน ระบบปกป้องแบบพอยท์ทูพอยท์จะให้ข้อดีกับโครงข่ายในแง่ของการที่โครงข่ายสามารถมีระบบควบคุมการปกป้องโครงข่ายเพียงระบบเดียวได้ โดยระบบนี้ใช้ได้ทั้งทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์และยูนิคาสต์ แต่ในทางตรงกันข้าม สำหรับโครงข่ายที่ใช้ระบบปกป้องแบบมัลติคาสต์ โครงข่ายจะต้องมีระบบควบคุมการปกป้องโครงข่ายแยกต่างหากที่ออกแบบมาเฉพาะกับทราฟฟิกประเภทมัลติคาสต์ และนอกจากนี้ จากผลเฉลยยังสามารถสรุปได้ว่าอัลกอริธึมที่อาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มีประสิทธิภาพสูงในการประมาณจำนวนเส้นใยแก้วนำแสงต่ำสุดที่แต่ละวิธีการปกป้องโครงข่ายต้องการ