De nos jours, la montée en débit observée dans les réseaux mobiles est une problématique. A long terme, la densification des réseaux radios mobiles s'avérera inefficace. En plus de cela cette densification entraînera une baisse de rentabilité des réseaux d'accès mobiles et augmentera la complexité au niveau de la gestion des fréquences mobile qui accroîtra inéluctablement le risque de la présence des interférences. Pour pallier ce manque de rentabilité et pour faciliter le déploiement de certaines techniques d'optimisation et d'amélioration de l'interface air comme le « Coordinated MultiPoint » (CoMP), les acteurs des télécommunications proposent une nouvelle architecture innovante désignée par les termes Mobile Cloud ou « Centralized or Cloud Radio Access Network » (C-RAN). Le C-RAN consiste à déporter l'entité de traitement des données numérisées appelée « Base Band Unit » (BBU) du site d'antenne vers un local plus sécurisé nommé « Central Oce (CO) ». L'entité de traitement radio dénommée « Remote Radio Head (RRH) »est toujours localisée sur le site d'antenne. Cette délocalisation crée un nouveau segment réseau appelé « fronthaul ». Le fronthaul est un segment réseau très gourmand en bande passante par conséquent la fibre est désignée comme le support idéal pour assurer la communication bidirectionnelle entre la RRH et la BBU. Dans notre thèse, nous avons étudié les solutions de déploiement du fronthaul. Etant donné que l'interface fronthaul utilise de grands débits pour la transmission de données numérisées, elle est soumise à un phénomène physique nommé gigue qui a tendance à dégrader les performances de transmission. Les effets et l'impact de la gigue sur l'interface fronthaul et sur l'interface air ont été aussi étudiés. / In Europe, the competition between the mobile operators is so strong that the profitability of the mobile network has decreased. The cost to implement, to operate and to upgrade the mobile network is increasing while the revenues generated by the latter are not sufficient. Therefore, the operators should find the way to reduce the CAPEX and the OPEX. To keep competitive, the operators have begun to think about a novel RAN architecture. This new architecture is called Centralized or Cloud Radio Access Network. The traditional antenna site consists of the Radio Remote Head (RRH) which performs the radio processing, and the Base Band Unit (BBU) which carries out the digital processing. The principle of C-RAN consists to move the BBU from antenna site towards the local secured belonging to an operator called Central Office (CO). The move of BBU from antenna site to CO leads to the appearance of a new network segment called fronthaul. During this thesis, the different solutions to the deployment of fronthaul are studied and also the effects and the impacts of jitter on the fronthaul interface.

Le Cloud RAN a été préconisé pour la 5G. Cependant, sa mise en place rencontre des difficultés notamment sur l'intégration du fronthaul, ce dernier généralement basé sur l’interface CPRI représente le segment situé entre la Digital Unit et la Radio Unit. Vu les contraintes de débit, de latence et de gigue sur cette interface, le multiplexage en longueur est la solution adéquate pour son transport. En revanche, les technologies radio recommandées pour la 5G augmenteront considérablement les débits CPRI, ce qui rend l’utilisation du WDM bas coût très difficile. Cette thèse traite quatre sujets principaux : L'introduction d'un canal de contrôle dans le CPRI permettrait la supervision de l'infrastructure WDM et l'accordabilité en longueurs d'onde des transceivers. L’impact de l’intégration de ce canal de contrôle dans le fronthaul est étudié dans le chapitre II. La radio analogique sur fibre peut améliorer de manière significative l'efficacité spectrale du fronthaul, permettant potentiellement le transport des interfaces 5G. Une étude approfondie sur le gain réel apporté par cette solution est rapportée dans le chapitre III. La compression du CPRI basée sur la quantification uniforme et non uniforme est également une solution pour améliorer l'efficacité spectrale du CPRI. Le chapitre IV démontre expérimentalement les taux de compression réalisables. Enfin, les nouveaux splits fonctionnels sont considérés comme une solution prometteuse pour la 5G. Deux nouvelles interfaces ont été identifiées pour les splits couche haute et couche basse. Une étude théorique et expérimentale de ces nouvelles interfaces est présentée dans le chapitre V. / Cloud Radio Access Network (RAN) was identified as a key enabler for 5G. Its deployment is however meeting multiple challenges notably in the fronthaul integration, the latter being the segment located between the Digital Unit and the Radio Unit generally based on CPRI. Giving its bit-rate, latency and jitter constrains, Wavelength Division Multiplexing (WDM) is the most adequate solution for its transport. However, the radio technologies recommended for 5G will drastically increase the CPRI bit-rate making its transport very challenging with low-cost WDM. This thesis deals with four main topics : The introduction of a control channel in the CPRI enables offering the WDM infrastructure monitoring and the wavelength tunability in the transceivers. The study of this control channel integration in the fronthaul link is reported in the second chapter as well as an investigation on the wireless transmission of CPRI. The use of Analog Radio over Fiber (A-RoF) can significantly improve the fronthaul spectral efficiency compared to CPRI-based fronthaul enabling, potentially, the transport of 5G interfaces. A thorough investigation on the actual gain brought by this solution is stated in the third chapter. CPRI compression based on uniform and non-uniform quantization is also a solution to enhance the CPRI spectral efficiency. The fourth chapter describes this solution and experimentally shows the achievable compression rates. Finally, establishing a new functional split in the radio equipment was considered as a promising solution for 5G. Two new interfaces have been identified for high and low layer functional splits. A theoretical and experimental study of these new interfaces is reported in the fifth chapter.