Over the next five years, the new generation of mobile networks (5G) would face a significant growth of the data volume, exchanged between billions of connected objects and applications. Furthermore, the emergence of new technologies, such as Internet of Things (IoT), autonomous driving and augmented reality, imposes higher performance and quality of service (QoS) requirements. Meeting these requirements, while reducing the Capital and Operation Expenditures (CAPEX/OPEX), are the pursued goals of the mobile operators. Consequently, Telcos define a new radio access architecture, called Cloud Radio Access Network (C-RAN). The C-RAN principle is to centralize, within a pool, the processing unit of a radio interface, named BaseBand Unit (BBU). These two units are interconnected through a Fronthaul (FH) network. In this thesis, we design a new partially centralized C-RAN architecture that integrates a virtualization platform, based on a Xen environment, called Metamorphic Network (MNet). Through this architecture, we aim to: i) implement a pool in which physical resources (processors, memory, network ports, etc.) are shared between virtualized BBUs and other applications; ii) establish an open FH network that can be used by multiple operators, service providers and third parties to deploy their services and Apps closer to the users for a better Quality of Experience (QoE); iii) exploit, through the FH, the existing Ethernet infrastructures to reduce CAPEX/OPEX; and finally iv) provide the recommended network performance for the 5G. In the first contribution, we define a new Xen architecture for the MNet platform integrating the packet-processing framework, OpenDataPlane (ODP), within a privileged Xen domain, called Driver Domain (DD). This new architecture accelerates the data packet processing within MNet, while avoiding the physical CPUs overuse by ODP. Thus, virtual CPU cores (vCPU) are allocated within DD and are used by ODP to accelerate the packet processing. This new Xen architecture improves the MNet platform by 15%. In the second contribution, we implement two network solutions within the FH. The first solution consist of deploying a layer 2 network protocol, Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL), to connect multiple elements of our C-RAN architecture. The second solution consists of implementing a Software Defined Network (SDN) model managed by Open Network Operating System (ONOS), a distributed SDN controller that is which is virtualized within BBU pool. Moreover, a network performance comparison is performed between these two solutions.

La nouvelle gĂ©nĂ©ration de rĂ©seaux mobiles (5G) devrait faire face, durant les cinq prochaines annĂ©es, Ă  une importante croissance du volume de donnĂ©es, Ă©changĂ© entre plusieurs milliards d’objets et d’applications connectĂ©s. En outre, l’Ă©mergence de nouvelles technologies, telles que Internet of Things (IoT), conduite autonome et rĂ©alitĂ© augmentĂ©e, impose de plus fortes contraintes de performance et de qualitĂ© de service (QoS). RĂ©pondre aux besoins citĂ©s, tout en rĂ©duisant les dĂ©penses d’investissement et d’exploitation (CAPEX/OPEX), sont les objectifs poursuivis par les opĂ©rateurs tĂ©lĂ©com, qui ont dĂ©fini une nouvelle architecture d’accès radio, appelĂ©e Cloud Radio Access Network (C-RAN). Le principe du C-RAN est de centraliser, au sein d’un pool, les parties de traitement, BaseBand Unit (BBU), d’un RAN traditionnel. Les BBU sont alors dissociĂ©es de la station de base et de la partie radio, Remote Radio Unit (RRU). Ces deux parties restent nĂ©anmoins connectĂ©es Ă  travers un rĂ©seau intermĂ©diaire appelĂ© Fronthaul (FH). Dans cette thèse, nous allons concevoir une nouvelle architecture C-RAN partiellement centralisĂ©e qui intègrera une plateforme de virtualisation basĂ©e sur un environnement Xen, nommĂ©e ” Metamorphic Network ” (MNet). A travers cette architecture, nous viserons Ă  : i) mettre en place un pool, dans lequel des ressources physiques (processeurs, mĂ©moire, ports rĂ©seaux, etc.) seront partagĂ©es entre des BBU virtualisĂ©es et d’autres applications, ii) Ă©tablir un rĂ©seau FH ouvert aux fournisseurs de services et aux tierces parties, facilitant ainsi le dĂ©ploiement des services au plus près des utilisateurs, pour une meilleure qualitĂ© d’expĂ©rience, iii) exploiter, Ă  travers le FH, les infrastructures Ethernet existantes pour rĂ©duire les CAPEX/OPEX et enfin, iv) atteindre les performances rĂ©seau prĂ©conisĂ©es pour la 5G. Dans la première contribution, nous allons dĂ©finir une nouvelle architecture Xen pour la plateforme MNet, intĂ©grant le framework de packet processing, OpenDataPlane (ODP), au sein d’un domaine Xen privilĂ©giĂ©, nommĂ© « Driver Domain ». Notre objectif, Ă  travers cette architecture, est d’accĂ©lĂ©rer le traitement des paquets de donnĂ©es transitant par MNet, en Ă©vitant la surutilisation, par ODP, des cĹ“urs du processeur physique (CPU) de la plateforme. Pour cela, des cĹ“urs CPU virtuels (vCPU) seront allouĂ©s dans le Driver Domain pour ĂŞtre exploitĂ©s durant le traitement des paquets par ODP. Cette nouvelle plateforme MNet servira de base pour notre architecture C-RAN. Dans la seconde contribution, nous allons implĂ©menter, au sein du FH, deux solutions rĂ©seau. La première solution, consistera Ă  dĂ©ployer le rĂ©seau de couche 2, Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL), pour connecter les diffĂ©rents Ă©lĂ©ments de notre architecture C-RAN. La seconde solution, consistera Ă  dĂ©ployer un rĂ©seau Software Defined Network (SDN), gĂ©rĂ© par le contrĂ´leur distribuĂ© ONOS, qui sera virtualisĂ© dans le pool BBU. Une comparaison des performances rĂ©seau sera rĂ©alisĂ©e entre ces deux solutions.