【AI-RAN】硬件产品：VIAVI QG2

VIAVI Qg 2

AI-RAN / O-RAN 高精度时间同步平台

PTP Grandmaster · Boundary Clock · GNSS · SyncE · 1PPS · 10MHz

面向 NVIDIA Aerial、AI-RAN、O-RAN 7.2x、5G/6G 与无线通信实验平台的高精度 PTP Grandmaster

VIAVI Qg 2 是一款紧凑型Multi-Sync Gateway & PTP Grandmaster，面向 5G、Open RAN、C-RAN、Private 5G、Edge Computing 以及数据中心等需要高精度时间与频率同步的网络。

Qg 2 支持IEEE 1588-2008 PTP Grandmaster、Telecom Boundary Clock、Synchronous Ethernet、GNSS、1PPS、ToD 和可编程频率输出，可为 O-DU、O-RU、GPU 基站、前传交换机等设备建立统一的时间基准。

AI-RAN Timing Core

为 GPU 基站建立统一时间基准

AI-RAN 将 GPU Computing、实时 RAN 与 AI 工作负载融合到同一计算基础设施中。

在实际 OTA 无线系统中，除了 GPU 算力与高速 O-RAN Fronthaul 之外，还必须解决一个关键问题：

Time Synchronization

典型 AI-RAN 架构：

GNSS │ ▼ ┌─────────────────┐ │ VIAVI Qg 2 │ │ │ │ PTP Grandmaster │ │ GNSS / SyncE │ │ 1PPS / 10MHz │ └────────┬────────┘ │ IEEE 1588v2 │ ▼ ┌─────────────────────┐ │ Fronthaul Switch │ │ │ │ PTP Boundary Clock │ └───────┬───────┬─────┘ │ │ PTP │ │ PTP ▼ ▼ GPU / O-DU O-RU │ │ │ O-RAN │ │ 7.2x │ └────┬─────┘ │ ▼ 5G NR │ ▼ UE

Qg 2 在这一架构中提供：

Frequency Synchronization

Phase Synchronization

Time Synchronization

从而为 GPU 基站、Fronthaul Switch 和 O-RU 建立统一时钟体系。

NVIDIA Aerial Testbed 指定 GrandMaster

NVIDIA Aerial 官方硬件架构组成部分

在 NVIDIA 2026 年 Aerial Testbed 官方硬件 BOM 中，GrandMaster 项明确列出：

VIAVI Qg 2 Multi-Sync Gateway and PTP GrandMaster

与此同时，NVIDIA 官方 Aerial Testbed 安装指南专门提供：

Part 2.1 – Setup the VIAVI Solutions GrandMaster

并说明 Qg 2 提供 IEEE 1588-2008 PTP Grandmaster 和 Boundary Clock 功能，用于同步 Aerial Testbed 系统。

因此，Qg 2 非常适合构建：

• NVIDIA Aerial Testbed
• AI-RAN Laboratory
• O-RAN 7.2x Testbed
• GPU Accelerated 5G gNB
• 5G / 6G Research Platform
• Private 5G Network

为什么 AI-RAN 需要 PTP？

AI-RAN 中的 RAN 业务并不是普通的 AI Computing Workload。

无线基站是一个：

Real-Time Computing System

尤其在 5G NR TDD 网络中，O-DU 与 O-RU 必须具有精确的：

• Time Alignment
• Phase Alignment
• Frequency Alignment

否则可能影响：

• TDD Slot Alignment
• Uplink / Downlink Switching
• Radio Frame Timing
• Multi-Cell Synchronization
• Massive MIMO
• Beamforming
• O-RAN Fronthaul
• OTA Performance

Qg 2 正是整个 AI-RAN 实验网络中的：

Precision Timing Source

IEEE 1588-2008 PTP Grandmaster

Qg 2 完整支持：

IEEE 1588-2008 / PTP Version 2

可配置运行模式包括：

• PTP Grandmaster
• Telecom Boundary Clock
• PTP Slave Clock

VIAVI 官方定位 Qg 2 为高性能 PTP 时钟，并支持 Grandmaster、Boundary 和 Slave 多种工作模式。

Telecom PTP Profiles

Qg 2 支持多种电信级 PTP Profile。

包括：

同时支持：

Layer 2 Ethernet PTP

以及：

Layer 3 UDP IPv4 / IPv6 PTP

VIAVI 官方规格明确列出了 G.8265.1、G.8275.1、G.8275.2 等电信同步 Profile。

G.8275.1 + AI-RAN

在典型 NVIDIA Aerial 实验网络中，可以采用：

PTP Profile : G.8275.1 PTP Domain : 24 Transport : Layer 2

例如 NVIDIA 官方针对 Dell PowerSwitch S5248F-ON 的配置示例中使用：

ptp clock boundary profile g8275.1 ptp domain 24 ptp transport layer2

并将 Qg 2 GrandMaster 接入前传交换机，为整个 Aerial Testbed 提供同步。

GNSS Multi-Constellation

全球卫星时间基准

Qg 2 可利用 GNSS 获取绝对时间与位置信息。

支持：

• GPS
• Galileo
• GLONASS
• BeiDou
• QZSS

设备通过 GNSS 获得 UTC 时间参考，再通过 PTP 将时间分发至网络中的设备。

典型链路：

GNSS Satellite │ ▼ GNSS Antenna │ ▼ VIAVI Qg 2 │ ▼ IEEE 1588 PTP │ ▼ Fronthaul Switch │ ┌──┴───┐ ▼ ▼ O-DU O-RU

±100 ns Phase Accuracy

在 GNSS 锁定状态下，VIAVI 给出的 Qg 2 相位精度指标为：

< ±100 ns from UTC

符合 G.8272 定义的相关时间精度要求。

对于 5G / O-RAN 系统，这种高精度时间源可用于支持：

• TDD Synchronization
• Multi-Cell Synchronization
• Massive MIMO
• O-RAN S-Plane
• Distributed Radio Systems
• AI-RAN OTA Testbed

Synchronous Ethernet

PTP + SyncE 双同步体系

Qg 2 不仅支持 IEEE 1588 PTP，还支持：

G.8262 Synchronous Ethernet

以及：

Ethernet Synchronization Message Channel — ESMC

SyncE 可以提供稳定的频率同步，而 PTP 负责时间和相位同步。

因此可形成：

VIAVI Qg 2 │ ┌───────┴────────┐ │ │ SyncE PTP │ │ ▼ ▼ Frequency Time / Phase │ │ └───────┬────────┘ ▼ AI-RAN Network

VIAVI 官方资料明确说明 Qg 2 可将 PTP 和 SyncE 作为参考源，并生成 PTP、SyncE 与其他 Timing Signals。

1PPS / 10MHz / ToD

除了 Ethernet PTP 外，Qg 2 还提供传统实验室和通信设备常用的物理时钟接口。

1 × 1PPS Output

BNC 接口。

用于：

• SDR
• Radio Unit
• Timing Equipment
• Measurement Instruments
• FPGA Platform

Programmable Frequency Output

支持：

• 1.544 MHz
• 2.048 MHz
• 10 MHz

其中10 MHz + 1PPS是通信和 SDR 实验室常用的参考时钟组合。

Time of Day

支持：

ToD + 1PPS Input / Output

接口：

RS422 / ITU-T G.703

ToD 格式可配置为：

• ASCII
• NMEA
• China Mobile Binary Format

双千兆 PTP 网络接口

Qg 2 提供：

2 × IEEE 1588 PTP Ethernet Ports

支持：

• 100BASE-TX
• 1000BASE-T
• 1000BASE-X

并可选择：

RJ45 Copper

或：

SFP Optical

两路 Ethernet 接口均支持 SyncE。

这使设备能够灵活接入：

• Fronthaul Switch
• O-RU
• DU Server
• GPU Server
• Telecom Network
• Edge Computing Infrastructure

O-RAN S-Plane

在 O-RAN 7.2x 网络中，可将网络划分为：

C-Plane Control U-Plane User Data / IQ S-Plane Synchronization M-Plane Management

Qg 2 主要承担其中：

S-Plane Synchronization

VIAVI 官方明确将 Qg 2 定位于 5G、Open RAN、C-RAN 和 Small Cell 应用，并指出其适用于 O-RAN S-plane LLS C1–C4 配置。

O-RAN LLS C1 – C4

Qg 2 可应用于多种 O-RAN Lower Layer Split 同步架构，包括：

• LLS-C1
• LLS-C2
• LLS-C3
• LLS-C4

因此可以适应不同的：

• RU
• DU
• CU
• Fronthaul
• Edge Cloud

部署模式。

AI-RAN 完整系统架构

NVIDIA GPU + Aerial + Qg 2 + Fronthaul + O-RU

GNSS │ ▼ ┌────────────────┐ │ VIAVI Qg 2 │ │ │ │ PTP Grandmaster│ └───────┬────────┘ │ IEEE 1588v2 │ ▼ ┌─────────────────────┐ │ Fronthaul Switch │ │ PTP Boundary Clock │ └────┬───────────┬────┘ │ │ PTP + FH PTP + FH │ │ ▼ ▼ ┌────────────────┐ ┌───────┐ │ NVIDIA GPU │ │ O-RU │ │ Platform │ │ │ │ │ │ 4T4R │ │ Aerial CUDA- │ │ 8T8R │ │ Accelerated RAN│ │ M-MIMO│ └───────┬────────┘ └───┬───┘ │ │ │ O-RAN 7.2x │ └────────────────┘ │ ▼ 5G NR │ ▼ UE

NVIDIA 当前 Aerial Testbed BOM 同时列出了 GPU gNB、Fronthaul Switch、VIAVI Qg 2 GrandMaster 和商用 O-RU，构成完整的 OTA AI-RAN 实验基础设施。

AI for RAN

在 AI for RAN 场景中，GPU 可以运行：

• Neural Receiver
• Channel Estimation
• Beam Management
• CSI Prediction
• RAN Optimization
• AI Scheduler
• Traffic Prediction
• Reinforcement Learning

但无论 PHY 算法是否由传统算法还是 AI 模型实现，实际无线系统仍然需要可靠的实时同步基础。

Qg 2 为 AI PHY 与真实 O-RU 之间的 OTA 实验提供统一 Timing Reference。

AI and RAN

AI-RAN 可在同一 GPU Computing Platform 中同时执行：

GPU │ ├── 5G / 6G PHY ├── CUDA-Accelerated RAN ├── Neural Receiver ├── AI Inference ├── Channel Prediction └── RAN Optimization

而外部 Timing Infrastructure 负责保证：

Compute Time + Network Time + Radio Time

保持一致。

Qg 2 因此成为：

AI Computing 与 Real-Time Radio 之间的时间基准

AI-RAN Digital Twin

Qg 2 还可用于连接数字世界与真实无线网络。

典型研究闭环：

Sionna / Digital Twin │ ▼ AI Algorithm │ ▼ NVIDIA GPU Platform │ ▼ Aerial RAN │ ▼ Fronthaul Switch ◄──── VIAVI Qg 2 │ │ │ PTP Timing ▼ O-RU │ ▼ RF OTA │ ▼ UE

形成：

Simulation → AI → GPU RAN → PTP → Fronthaul → O-RU → RF → UE

完整 AI-RAN 实验闭环。

Holdover 能力

GNSS 中断仍可保持同步

实际网络中 GNSS 可能由于：

• Indoor Deployment
• Antenna Failure
• GNSS Interference
• Cable Failure
• Temporary Signal Loss

而暂时不可用。

Qg 2 可结合：

• PTP Reference
• SyncE Reference
• Local Oscillator

提供 Holdover。

VIAVI 提供不同振荡器配置：

以上为 VIAVI 在恒温及正常稳定运行条件下给出的近似 Holdover 指标。

高扩展 PTP Slave Capacity

Qg 2 可面向大量 PTP Client / Slave 设备进行时间分发。

VIAVI 给出的特定 SKU 扩展能力最高可达到：

450 PTP Slaves

在：

128 packets/s

Unicast 模式下。

因此除了单套实验平台，还可用于：

• Multi-RU
• Multi-Cell
• Multiple DU
• Edge Cluster
• Private 5G Network
• Large AI-RAN Laboratory

远程管理

Qg 2 支持：

• CLI
• HTTP / HTTPS
• SNMP
• SSH
• DHCP Client
• Remote Firmware Upgrade

同时提供独立：

10/100 Mbps RJ45 Management Port

以及：

Mini-USB Local Console

便于实验室部署、远程管理和自动化配置。

低功耗、小型化设计

Qg 2 采用紧凑型硬件设计。

Dimensions

218 × 159 × 44 mm

Typical Power Consumption

约 9 – 22 W

具体功耗取决于所选 Holdover Oscillator 等配置。

Operating Temperature

0°C – 50°C

Power Input

36 – 60 VDC

或：

28 – 40 VAC

其紧凑尺寸使其非常适合：

• AI-RAN Desktop Testbed
• University Laboratory
• Telecom R&D
• Small Cell Testbed
• Edge Computing Rack
• Private 5G Laboratory

技术规格

主要参数来自 VIAVI 官方 Qg 2 产品资料。

推荐 AI-RAN 配置

NVIDIA 最新 Aerial Testbed BOM 中明确同时列出了 VIAVI Qg 2、Dell S5248F-ON 等 Fronthaul Switch、GPU gNB 与商用 O-RU。

典型应用

NVIDIA Aerial Testbed

为 GPU 加速实时 5G / AI-RAN 系统提供 PTP 时间基准。

AI-RAN Laboratory

用于 AI 与无线通信融合研究中的网络同步。

O-RAN 7.2x Testbed

为 O-DU 与 O-RU 提供 S-Plane Timing。

5G / 6G Research

用于高校和科研机构无线通信实验平台。

Private 5G

用于企业专网、小基站和 Edge RAN 部署。

Massive MIMO

为多天线、多小区和分布式射频系统提供同步参考。

Multi-O-RU Testbed

统一同步多个 O-RU、DU 和前传网络节点。

Wireless Digital Twin

连接 Sionna / AI Simulation 与真实 OTA RAN。

VIAVI Qg 2

Precision Timing for AI-RAN

IEEE 1588-2008 PTP Grandmaster

Telecom Boundary Clock

G.8275.1 / G.8275.2

G.8262 Synchronous Ethernet

Multi-GNSS

< ±100 ns Phase Accuracy

1PPS / 10MHz / ToD

NVIDIA Aerial Testbed GrandMaster

从 GNSS 到 PTP，

从 GPU Computing 到 O-RU，

从 O-RAN 7.2x 到 AI-native 5G/6G，

为整个 AI-RAN 网络建立统一的时间基准。

产品说明

VIAVI Qg 2 的具体振荡器、Holdover、PTP Slave 数量及接口能力可能与所选 SKU 和软件版本有关，实际交付参数应以 VIAVI 对应型号的最新技术资料为准。NVIDIA Aerial Testbed 对 Qg 2 的使用方式应以对应 Aerial 软件版本的官方安装指南为准。