中金：东数西算号角吹响，运营商编织算力网络

摘要

东数西算可推动国家算力网络的高效绿色发展。2022年2月16日，东数西算工程正式启动，将东部算力需求有序引导至西部。东数西算政策完善了IDC布局的顶层设计，我们认为该政策的实施意义主要有：1）集约化布局，有利于提升国家整体算力水平；2）提高能效和可再生能源使用要求，推进数据中心绿色发展；3）基础设施向西布局，带动西部数字经济和产业投资。

东数西算推动数字基建，运营商云网融合优势凸显：1）IDC市场需求分层，运营商资源布局基本覆盖东数西算战略要求，我们认为一线优质IDC资源丰富实现强者恒强，西部地区IDC上架率有望提升；2）运营商具备跨区域互联网接入的差异化优势，是打造新型直连通道、建设新型算力网络的主力军；3）运营商搭建算力网络，持续提升跨区域算力调度水平，满足东数西算工程的算力调配需求；4）运营商的央企身份和网络建设能力为东数西算的信息安全提供稳定保障，云网安全优势构筑核心竞争力。

优化布局，云网互融，运营商乘东数西算之风加速转型。三大运营商作为算力基础设施和骨干传输网络的提供者，未来可在多个方面参与东数西算工程建设：1）优化数据中心布局，深化顶层设计。运营商可将算力资源向枢纽节点进一步集中布局，更加高效地利用能源，提升西部存量数据中心的利用率。2）建设骨干传输网络，提升数据长途传输效率。运营商可建设多层次的传输网络，配合国家互联网骨干直联点建设，加速网络传输。3）云、网、边多端融合，打造一体化算力网络。运营商深度融合云、网、边多端计算资源，结合新兴技术，为客户提供计算（云）和连接（网）一体的算力服务。

2022年2月16日，国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发通知，正式全面启动全国一体化大数据中心体系总体布局设计——东数西算工程。东数西算是指通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。东数西算将在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。

图表1：全国算力网络八大国家枢纽节点布局

资料来源：国家发改委，中金公司研究部
注：红色箭头表示数据流通方向

下游数据爆发，需求分层降低运营成本。受益于移动互联网技术兴起，下游新兴应用涌现，新一轮科技革命和产业变革正推动着数据量进入爆发增长。数据量的增长推动云厂商等提前做好算力储备，据Frost&Sullivan预测，2021-2025年，作为基础设施的数据中心市场规模同比增速超10%。但数据中心作为高能耗设施，北上深等一线城市已逐步收紧建设许可。因此，东数西算对不同的算力需求进行分层，使用西部地区的丰富资源对东部算力需求进行补充。东部数据中心靠近城市，可提供工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗等对于网络时延要求较高的业务；而西部数据中心成本较低，可处理后台加工、离线分析、存储备份等对于网络要求较低的业务。一方面对于东部企业，可降低算力成本；另一方面，可提高西部数据中心的上架率，保证数据资源的高效利用。

东数西算工程完善数据中心布局顶层设计，优化算力供需。我们认为该工程建设对于我国算力网络建设拥有重大意义：

集约化布局，有利于提升国家整体算力水平。东数西算计划建设10个数据中心集群，发挥区位优势，支持发展大型、超大型数据中心。文件中对各数据中心起步期的建设目标为数据中心平均上架率不低于65%。而根据CDCC的统计显示，2021年，全国数据中心的平均机柜上架率仅有50%，各区域中仅有华北、华东、华南等需求较为旺盛的区域上架率已达到东数西算要求。我们认为，东数西算工程的推进有利于将数据中心算力资源进一步集中，统筹规划算力调度，提升算力服务的品质和效率。

图表2：全国各区域数据中心平均机柜上架率，2021

资料来源：CDCC，中金公司研究部

图表3：全国各区域数据中心平均PUE，2021

资料来源：CDCC，中金公司研究部

提高能效和可再生能源使用要求，推进数据中心绿色发展。东数西算要求数据中心电能利用效率（PUE）控制在1.2以下，而根据CDCC数据显示，目前各区域PUE水平均高于东数西算要求。内蒙古、甘肃等北部省份气候适宜，气温较低，可减少数据中心耗电，降低运行成本。同时，西部地区拥有丰富的风力、水力、光伏等新型能源资源，提升数据中心的能源使用效率，就近消纳绿色能源，可促进绿色数据中心的建设。

基础设施向西布局，带动西部数字经济和产业投资。目前我国数据中心布局仍主要集中在东部地区。据CDCC数据统计，2021年末，华东、华北、华南等地的IDC存量机架占比可达79%。西部地区拥有丰富的土地资源和相对廉价的能源，气候适宜，可成为对于东部算力紧张供需的良好补充，也可带动西部地区的数字经济发展，促进政企上云。同时，数据中心建设投资规模大，可带动相关产业链的投资。

图表4：全国各区域存量IDC机架分布统计，2021

资料来源：CDCC，中金公司研究部

图表5：各省份电力供需与平均销售电价对比

东数西算正式启动后，国内数据中心所承载的需求分层将更加清晰。长远看，我们判断算力需求将从拥挤的东部向游刃有余的西部输送。三大运营商近年持续建设大量IDC资源，且已有的IDC重点布局基本覆盖了东数西算中国家枢纽节点的选址、业务定位，享有先发优势，为后期IDC收入提振奠定基础。

布局现状：一线资源能力奠定IDC市场领先地位

一线城市IDC供不应求。从需求来看，大部分互联网企业、金融企业、云厂商都分布在一线城市，有庞大的高时效性数据处理需求，且一线城市核心网密布，能更好满足客户低时延要求。从供给看，政策层面对一线城市数据中心的能耗和选址方面继续收紧，一线及周边区域IDC资产成为稀缺资源，导致IDC供需缺口逐步扩大。

相比较第三方IDC厂商，运营商IDC资源在国内数量多、分布广。从三大运营商的一体化资源布局来看，都已在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝四大热点地区实现大规模算力部署，抢占稀缺算力资源。

中国移动：根据公司公告数据，公司规划布局了“4+3+X”数据中心，储备了众多面向边缘接入的站点资源，已公布105个边缘试点项目覆盖15个行业，服务众多互联网企业、政府客户、金融客户。根据公司招股书，截至2021年6月底，中国移动拥有37.2万机架，数据中心累计装机能力超百万架。

图表6：中国移动IDC“4+3+X”资源布局

中国电信：根据公司公告数据，公司已形成“2+4+31+X+O”的云和IDC资源一体化布局，IDC资源在国内数量最多、分布最广，市占率多年保持第一；截至2021年6月，中国电信拥有约700个数据中心，机架规模超过43万个，四大经济发达区 IDC比例为80%，综合上架率70%，一线城市上架率73%，依托6万个机楼和综合接入局所资源，可构建海量边缘节点。

图表7：中国电信IDC“2+4+31+X+O”一体化布局

中国联通：根据公司公告数据，公司按照“5+2+31+X”总体布局。截至2021年6月底，在全国拥有583处IDC机房，机架数29万，上半年新增1.3万机架，整体机架一线城市数占比约38%，投资聚焦京津冀、长三角、粤港澳大湾区等高需求领域，机架整体利用率超60%。

图表8：中国联通IDC“5+2+31+X”一体化布局

我们认为一线及周边区域存量IDC资产是长期稀缺资源，优质资源正加速向头部集中。伴随着政策层面对一线城市数据中心的能耗指标继续收紧，政府部门在电力及土地资源批复上会优先考虑具备大量项目经验及丰富资质的企业。相比较第三方IDC厂商，运营商自有带宽资源可带来成本优势，同时在建设经验上较为丰富，资质充足，集中采购通过与设备厂商开展合作，有效降低了 IDC 基础实施采购及建设成本，未来IDC能耗指标获取上优势更为突出。我们认为运营商已在京津冀、长三角、粤港澳、川渝四个国内经济发达区域布局了丰富的数据中心资源，流量导向突出，能有效辐射一线城市及其周边区域，有望打造集群优势，实现强者恒强。

政策推演：东数西算有望推动西部IDC上架率提升

西部建设+盘活存量，算力有序向西部集中。北上广深等一线城市IDC还处于供不应求的状态，但东北、华中、西北、西南等非核心地区的上架率目前仅有30-40%。东数西算意味着西部要建设更多具备庞大算力的数据中心；同时政策要求集群内数据中心的平均上架率至少要达到65%以上，将提升西部地区的数据中心资源的利用率，充分盘活西部资源，避免资源浪费。

目前，运营商已实现31省全覆盖，做到“一省一池”全面布局。尤其在西部地区的布局上，运营商在贵州、内蒙、甘肃、宁夏等地区打造超大型数据中心，用于西部地区的计算及数据存储备份需求。我们认为运营商在西部地区的IDC建设上有明显优势，主要体现在以下几点：1）资金储备：数据中心建设所耗不菲，动辄数以亿计，而运营商拥有充足的资金储备，相对其他第三方IDC厂商资本开支压力较小；2）存量优势：运营商在西部地区的数据中心布局已有明显的存量优势，可以更好响应东数西算的政策要求，更可能采取稳步推进的建设节奏，短期内不会出现资本支出骤增带来盈利下滑的情况；3）上架率提升：政策明确要求集群内数据中心的平均上架率至少要达到65%以上，远高于西部地区目前30-40%的上架率，政策加持下需求迁移有望直接推动运营商西部地区数据中心的上架率提升。领先布局叠加上架率提升有望带动其盈利水平增长，迎来相对于第三方数据中心更长的红利收割期。

电信运营商在数据中心互联方面占有较强主动性。要构建东数西算一体化的算力体系，需要加快打通东西部间数据直连通道，打造一批东数西算示范线路，提高网络传输质量，方能更好利用西部地区的IDC资源。运营商通过自建通信网络，实现全国乡镇级区域覆盖，骨干网可实现互联网流量高效疏导，数据中心网络层级高（如国际、省际），实现百G直连骨干网，最大限度降低网络时延、抖动。而第三方IDC主要通过向电信运营商租用线路和带宽，租用成本较高，跨运营商增加网络跳转提升时延，目前实现网络互联的难度较大。

运营商大力推动国家互联网骨干直联点建设。互联网骨干直联点是国内不同电信运营商网络互联互通的连接点，可以降低跨区域间的流量绕转，实现流量就地交换。在工信部的战略指导下，三家基础电信运营商统筹协调，合力攻坚，持续推进我国国家级互联网骨干直联点的建设，目前已有17个直联点。在呼和浩特开通直联点后，内蒙古区内网间平均时延由原来的29.11毫秒左右降低至3.3毫秒左右，丢包率下降到0；跨省网间平均时延由原来的41.57毫秒左右下降至37.08毫秒左右，全国排名第13位，丢包率由原来的0.12%左右下降至 0.02%左右，全国排名第1位，显著了提升了网间通信效率和质量。我们认为未来运营商将继续配合工信部在西部地区推进国家级互联网骨干直联点建设，以促进数据跨网、跨区域流动，减少西部地区互联网流量的长途绕转，改善西部互联网络性能，也将推动互联网产业向西部聚集。

图表9：17个国家级骨干直联点分布

运营商是打造新型直连通道、建设新型算力网络的主力军。近年来运营商持续推动通信网络从传统以行政区划方式组网向以数据中心和云为中心组网转变，在跨地域数据中心之间打造互联互通的网络能力，实现云网融合下的资源供给，为用户提供最优的服务以及运营保障。我们认为运营商具备跨区域互联网接入的差异化优势，将持续提升国家枢纽节点核心集群所在区域的网络级别，在更多IDC园区部署骨干通信网络核心节点，实现全国至核心集群的高效访问。

构建算力网络是东数西算工程实施算力调配的重要前提。算力网络要求能感知应用及算力，实现对算力的灵活匹配、动态调度，最终将任务路由到合适的目标计算节点，并提供算力智能调度和确定性连接服务。算力网络重点解决两个层面的问题：一方面是资源关联，根据用户的诉求将算力资源、网络资源等进行有机整合，以满足用户多样化的需求；另一方面是资源交易，让用户能够根据自己对业务的要求及能够承担的成本，在算力交易平台上购买最适合的算力资源与网络资源。

三大运营商都在全力推进算力网络的建设，积极投入算力网络标准化工作，并提出自身算力网络的规划思路。中国移动将以“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务”为目标，逐步推动算力成为与水电一样，可“一点接入、即取即用”的社会级服务。中国电信明确提出从云网协同、云网融合到云网一体的三个发展阶段，并指出算力网络改变了现有云服务的商业模式，侧重于算力的发现、交易、编排调度等。中国联通将算网一体定位为“云网融合2.0”阶段，将聚焦IPv6+算力网络和全光算力网络，打造算网一体的新型数字信息基础设施。

由于网络掌控在运营商手中，东数西算工程所需的对于网络、算力的控制和调配也依赖于电信运营商。我们认为随着5G、泛在计算与AI的发展，以算力网络为代表的“云网融合2.0”时代正在快速到来，运营商将加快推进国家算力网络体系建设，提升跨区域算力调度水平，助力落实东数西算工程。

在东数西算的庞大工程中，涉及众多信息安全方面的问题，包括东部数据传输到西部，西部数据落地存储，西部计算后传输回东部等。因为数据的使用从原来相对集中的情况慢慢维度变大，这对于数据的流转、存储、计算都带来新的问题和挑战，对于数据安全的要求也同步提升。

在统一规划的国家级节点及数据中心集群建设中，运营商的央企身份，以及全程全网的能力，都为信息的安全性提供了强大的背书。如天翼云已有41个资源池通过信息安全等级保护测评三级或以上测评，38个资源池获五星级最高评级。移动云通过ISO27017云安全管理体系评估认证、等保三级认证及5项可信云认证，自研核心技术打造移动云技术内核，具备10万+告警分钟级智能研判分析、重点安全威胁分钟级发现能力、网站篡改等重点安全事件分钟级一键处置能力。我们认为运营商拥有领先自研技术、央企品牌服务稳定可持续、数据保护意识强、云网安全能力突出、业务中立等多方位安全优势，上述优势将成为其在东数西算工程招投标中的核心竞争力。

图表10：运营商云计算全方位安全体系

资料来源：中金公司研究部

三大运营商作为东数西算中算力基础设施和骨干传输网络的建设者，同时也是下游云计算服务的提供商，将积极参与东数西算工程建设，完善算力网络基础设施，实现网络链路的优化升级。

优化数据中心布局，深化顶层设计。目前，三大运营商均已在31省份拥有数据中心资源布局，全国8大枢纽和10大数据中心集群的顶层建设推动运营商将算力资源向枢纽节点进一步集中布局，更加高效地利用能源，提升西部存量数据中心的利用率。例如中国电信宣布预计“十四五”末公司在八大枢纽的数据中心占比将达到85%；同时，进一步优化中国电信数据中心的东西部分布，西部数据中心占比由现在30%调整至“十四五”末的40%。

建设骨干传输网络，提升数据长途传输效率。东数西算意味着对于跨数据中心、跨枢纽、跨省份的数据长途传输效率的更高要求。电信运营商需提升作为传输基础的算力网络建设。该网络需满足大带宽、低时延、可调配的高速传输。运营商可推动自身网络、计算等资源向枢纽节点集中：在枢纽节点内部打造高速互联网络，加强数据中心间的互联互通；在枢纽节点附近增加网络节点，打造枢纽间直连链路，加速网络传输；同时配合国家互联网骨干直联点建设，提高跨省、跨区域的跨网交换能力。

云、网、边多端融合，打造一体化算力网络。东数西算需要实现算力需求在不同枢纽节点、云计算节点、边缘计算节点之间供给的高效精准调配。这要求运营商深度融合云、网、边多端的计算资源，打造新型信息基础设施，为客户提供计算（云）和连接（网）一体的算力服务。各运营商利用SDN/NFV等新型网络技术，配合AI、区块链等新兴技术，推动调配平台的建设。例如中国移动在《中国移动算力网络白皮书》中提出将建设使用AI引擎、数据湖等技术的“算网大脑”对算力资源进行统一、智能化编排管理。中国联通也推出“云网融合2.0”的算力网络建设规划。

本文作者：中金钱凯、于明洋，来源：中金点睛，原文标题：《中金：东数西算号角吹响，运营商编织算力网络》