วิทยานิพนธ์นี้ ศึกษาสองปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่งของโครงข่าย WDM ที่รองรับทราฟฟิกชนิดมัลติคาสต์ ปัญหาแรกที่วิทยานิพนธ์ศึกษาคือ ปัญหาการจัดเส้นทางและการกำหนดความยาวคลื่นให้กับทราฟฟิกชนิดมัลติคาสต์ของโครงข่าย WDM และปัญหาที่สองที่วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาคือ ปัญหาการป้องกันโครงข่าย WDM จากความขัดข้องหนึ่งข่ายเชื่อมโยงโดยเป็นการศึกษาการจัดสรรเส้นทางใหม่เพื่อหลบหลีกข่ายเชื่อมโยงที่ขัดข้อง ซึ่งวิธีการจัดสรรเส้นทางใหม่ที่ได้ศึกษามีด้วยกัน 3 วิธีได้แก่ วิธีต้นทุนต่ำสุด (MC) วิธีใช้วงแหนทิศทางเดียว (OLR) และวิธีใช้วงแหวนสองทิศทาง (TLR) โดยทั้งสองปัญหามีวัตถุประสงค์ในการศึกษาคือ เพื่อพิจารณาและเปรียบเทียบวิธีการออกแบบโครงข่าย WDM ในด้านของจำนวนเส้นใยนำแสงที่โครงข่ายต้องการ ความซับซ้อนของแบบจำลอง รวมทั้งความยากง่ายในการจัดการควบคุมโครงข่าย ยิ่งไปกว่านั้นวิทยานิพนธ์นี้ยังวิเคราะห์ถึงอิทธิพลของอุปกรณ์แปลงผันความยาวคลื่น จำนวนความยาวคลื่นสูงสุดที่สามารถมัลติเพลกซ์ได้ในเส้นใยนำแสงหนึ่งเส้นรวมไปถึงลักษณะการวางเส้นใยนำแสงในโครงข่ายว่ามีผลอย่างไรต่อจำนวนเส้นใยนำแสงโดยรวมของระบบ ดังนั้นเพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ จะใช้ Integer linear programming (ILP)เป็นเทคนิคในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งผลเฉลยที่ได้สามารถรับประกันได้ว่าเป็นผลเฉลยที่ดีที่สุด กล่าวคือ จำนวนเส้นใยนำแสงโดยรวมที่ต้องจัดสรรให้กับโครงข่ายจะมีค่าต่ำสุด จากการวิเคราะห์ผลเฉลยสามารถสรุปได้ว่า การออกแบบโครงข่ายด้วยวิธี MC เป็นวิธีการที่ต้องการเส้นใยนำแสงต่ำสุด ถัดมาได้แก่วิธีการจัดสรรเส้นทางใหม่แบบ TLR และ OLRตามลำดับ แต่อย่างไรก็ตาม จำนวนเส้นใยนำแสงที่โครงข่ายต้องการเมื่อใช้วิธีการจัดสรรเส้นทางใหม่แบบ TLR และ OLR จะขึ้นอยู่กับลักษณะของทราฟฟิกในสภาวะปกติ และความสามารถของโครงข่ายในการรวมช่องสัญญาณทำงานและช่องสัญญาณสำรองไว้ในเส้นใยนำแสงเดียวกัน