中金公司：東數西算號角吹響 運營商編織算力網絡
本篇報告從運營商的視角出發，聚焦東數西算政策對於運營商業務的提振展望。我們分析了東數西算政策實施背景和其對於運營商IDC、骨幹通信網絡、算力網絡建設的推動效果，並展望運營商未來的戰略佈局。
摘要
東數西算可推動國家算力網絡的高效綠色發展。2022年2月16日，東數西算工程正式啓動，將東部算力需求有序引導至西部。東數西算政策完善了IDC佈局的頂層設計，我們認為該政策的實施意義主要有：1)集約化佈局，有利於提升國家整體算力水平；2)提高能效和可再生能源使用要求，推進數據中心綠色發展；3)基礎設施向西佈局，帶動西部數字經濟和產業投資。
東數西算推動數字基建，運營商雲網融合優勢凸顯：1)IDC市場需求分層，運營商資源佈局基本覆蓋東數西算戰略要求，我們認為一線優質IDC資源豐富實現強者恆強，西部地區IDC上架率有望提升；2)運營商具備跨區域互聯網接入的差異化優勢，是打造新型直連通道、建設新型算力網絡的主力軍；3)運營商搭建算力網絡，持續提升跨區域算力調度水平，滿足東數西算工程的算力調配需求；4)運營商的央企身份和網絡建設能力為東數西算的信息安全提供穩定保障，雲網安全優勢構築核心競爭力。
優化佈局，雲網互融，運營商乘東數西算之風加速轉型。三大運營商作為算力基礎設施和骨幹傳輸網絡的提供者，未來可在多個方面參與東數西算工程建設：1)優化數據中心佈局，深化頂層設計。運營商可將算力資源向樞紐節點進一步集中佈局，更加高效地利用能源，提升西部存量數據中心的利用率。2)建設骨幹傳輸網絡，提升數據長途傳輸效率。運營商可建設多層次的傳輸網絡，配合國家互聯網骨幹直聯點建設，加速網絡傳輸。3)雲、網、邊多端融合，打造一體化算力網絡。運營商深度融合雲、網、邊多端計算資源，結合新興技術，為客户提供計算(雲)和連接(網)一體的算力服務。
風險
東數西算建設進度不及預期；政策不確定性，運營商算力網絡建設進度不及預期。
正文
東數西算推動國家算力網絡的高效綠色發展
統籌規劃：八大樞紐構造國家級一體化算力網絡體系
2022年2月16日，國家發改委、中央網信辦、工信部、國家能源局聯合印發通知，正式全面啓動全國一體化大數據中心體系總體佈局設計——東數西算工程。東數西算是指通過構建數據中心、雲計算、大數據一體化的新型算力網絡體系，將東部算力需求有序引導到西部，優化數據中心建設佈局，促進東西部協同聯動。東數西算將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏8地啓動建設國家算力樞紐節點，並規劃了10個國家數據中心集羣。
圖表1:全國算力網絡八大國家樞紐節點佈局
資料來源：國家發改委，中金公司研究部
注：紅色箭頭表示數據流通方向
下游數據爆發，需求分層降低運營成本。受益於移動互聯網技術興起，下游新興應用湧現，新一輪科技革命和產業變革正推動着數據量進入爆發增長。數據量的增長推動雲廠商等提前做好算力儲備，據Frost&Sullivan預測，2021-2025年，作為基礎設施的數據中心市場規模同比增速超10%。但數據中心作為高能耗設施，北上深等一線城市已逐步收緊建設許可。因此，東數西算對不同的算力需求進行分層，使用西部地區的豐富資源對東部算力需求進行補充。東部數據中心靠近城市，可提供工業互聯網、金融證券、災害預警、遠程醫療等對於網絡時延要求較高的業務；而西部數據中心成本較低，可處理後台加工、離線分析、存儲備份等對於網絡要求較低的業務。一方面對於東部企業，可降低算力成本；另一方面，可提高西部數據中心的上架率，保證數據資源的高效利用。
政策意義：東數西算可提升整體算力水平，促進數據中心綠色發展
東數西算工程完善數據中心佈局頂層設計，優化算力供需。我們認為該工程建設對於我國算力網絡建設擁有重大意義：
集約化佈局，有利於提升國家整體算力水平。東數西算計劃建設10個數據中心集羣，發揮區位優勢，支持發展大型、超大型數據中心。文件中對各數據中心起步期的建設目標為數據中心平均上架率不低於65%。而根據CDCC的統計顯示，2021年，全國數據中心的平均機櫃上架率僅有50%，各區域中僅有華北、華東、華南等需求較為旺盛的區域上架率已達到東數西算要求。我們認為，東數西算工程的推進有利於將數據中心算力資源進一步集中，統籌規劃算力調度，提升算力服務的品質和效率。
圖表2:全國各區域數據中心平均機櫃上架率，2021
資料來源：CDCC，中金公司研究部
圖表3:全國各區域數據中心平均PUE，2021
資料來源：CDCC，中金公司研究部
提高能效和可再生能源使用要求，推進數據中心綠色發展。東數西算要求數據中心電能利用效率(PUE)控制在1.2以下，而根據CDCC數據顯示，目前各區域PUE水平均高於東數西算要求。內蒙古、甘肅等北部省份氣候適宜，氣温較低，可減少數據中心耗電，降低運行成本。同時，西部地區擁有豐富的風力、水力、光伏等新型能源資源，提升數據中心的能源使用效率，就近消納綠色能源，可促進綠色數據中心的建設。
基礎設施向西佈局，帶動西部數字經濟和產業投資。目前我國數據中心佈局仍主要集中在東部地區。據CDCC數據統計，2021年末，華東、華北、華南等地的IDC存量機架佔比可達79%。西部地區擁有豐富的土地資源和相對廉價的能源，氣候適宜，可成為對於東部算力緊張供需的良好補充，也可帶動西部地區的數字經濟發展，促進政企上雲。同時，數據中心建設投資規模大，可帶動相關產業鏈的投資。
圖表4:全國各區域存量IDC機架分佈統計，2021
資料來源：CDCC，中金公司研究部
圖表5:各省份電力供需與平均銷售電價對比
注：發電量、電力消耗量數據為2020年度數據，平均銷售電價為2018年數據。
資料來源：國家統計局，國家能源局，Wind，中金公司研究部
東數西算推動數字基建，運營商雲網融合優勢凸顯
IDC市場需求分層，運營商資源佈局滿足東數西算戰略
東數西算正式啓動後，國內數據中心所承載的需求分層將更加清晰。長遠看，我們判斷算力需求將從擁擠的東部向遊刃有餘的西部輸送。三大運營商近年持續建設大量IDC資源，且已有的IDC重點佈局基本覆蓋了東數西算中國家樞紐節點的選址、業務定位，享有先發優勢，為後期IDC收入提振奠定基礎。
佈局現狀：一線資源能力奠定IDC市場領先地位
一線城市IDC供不應求。從需求來看，大部分互聯網企業、金融企業、雲廠商都分佈在一線城市，有龐大的高時效性數據處理需求，且一線城市核心網密佈，能更好滿足客户低時延要求。從供給看，政策層面對一線城市數據中心的能耗和選址方面繼續收緊，一線及周邊區域IDC資產成為稀缺資源，導致IDC供需缺口逐步擴大。
相比較第三方IDC廠商，運營商IDC資源在國內數量多、分佈廣。從三大運營商的一體化資源佈局來看，都已在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝四大熱點地區實現大規模算力部署，搶佔稀缺算力資源。
中國移動：根據公司公告數據，公司規劃佈局了“4+3+X”數據中心，儲備了眾多面向邊緣接入的站點資源，已公佈105個邊緣試點項目覆蓋15個行業，服務眾多互聯網企業、政府客户、金融客户。根據公司招股書，截至2021年6月底，中國移動擁有37.2萬機架，數據中心累計裝機能力超百萬架。
圖表6:中國移動IDC“4+3+X”資源佈局
資料來源：中國移動官網，中金公司研究部
中國電信：根據公司公告數據，公司已形成“2+4+31+X+O”的雲和IDC資源一體化佈局，IDC資源在國內數量最多、分佈最廣，市佔率多年保持第一；截至2021年6月，中國電信擁有約700個數據中心，機架規模超過43萬個，四大經濟發達區 IDC比例為80%，綜合上架率70%，一線城市上架率73%，依託6萬個機樓和綜合接入局所資源，可構建海量邊緣節點。
圖表7:中國電信IDC“2+4+31+X+O”一體化佈局
資料來源：中國電信官網，中金公司研究部
中國聯通：根據公司公告數據，公司按照“5+2+31+X”總體佈局。截至2021年6月底，在全國擁有583處IDC機房，機架數29萬，上半年新增1.3萬機架，整體機架一線城市數佔比約38%，投資聚焦京津冀、長三角、粵港澳大灣區等高需求領域，機架整體利用率超60%。
圖表8:中國聯通IDC“5+2+31+X”一體化佈局
資料來源：中國聯通官網，中金公司研究部
我們認為一線及周邊區域存量IDC資產是長期稀缺資源，優質資源正加速向頭部集中。伴隨着政策層面對一線城市數據中心的能耗指標繼續收緊，政府部門在電力及土地資源批覆上會優先考慮具備大量項目經驗及豐富資質的企業。相比較第三方IDC廠商，運營商自有帶寬資源可帶來成本優勢，同時在建設經驗上較為豐富，資質充足，集中採購通過與設備廠商開展合作，有效降低了 IDC 基礎實施採購及建設成本，未來IDC能耗指標獲取上優勢更為突出。我們認為運營商已在京津冀、長三角、粵港澳、川渝四個國內經濟發達區域佈局了豐富的數據中心資源，流量導向突出，能有效輻射一線城市及其周邊區域，有望打造集羣優勢，實現強者恆強。
政策推演：東數西算有望推動西部IDC上架率提升
西部建設+盤活存量，算力有序向西部集中。北上廣深等一線城市IDC還處於供不應求的狀態，但東北、華中、西北、西南等非核心地區的上架率目前僅有30-40%。東數西算意味着西部要建設更多具備龐大算力的數據中心；同時政策要求集羣內數據中心的平均上架率至少要達到65%以上，將提升西部地區的數據中心資源的利用率，充分盤活西部資源，避免資源浪費。
目前，運營商已實現31省全覆蓋，做到“一省一池”全面佈局。尤其在西部地區的佈局上，運營商在貴州、內蒙、甘肅、寧夏等地區打造超大型數據中心，用於西部地區的計算及數據存儲備份需求。我們認為運營商在西部地區的IDC建設上有明顯優勢，主要體現在以下幾點：1)資金儲備：數據中心建設所耗不菲，動輒數以億計，而運營商擁有充足的資金儲備，相對其他第三方IDC廠商資本開支壓力較小；2)存量優勢：運營商在西部地區的數據中心佈局已有明顯的存量優勢，可以更好響應東數西算的政策要求，更可能採取穩步推進的建設節奏，短期內不會出現資本支出驟增帶來盈利下滑的情況；3)上架率提升：政策明確要求集羣內數據中心的平均上架率至少要達到65%以上，遠高於西部地區目前30-40%的上架率，政策加持下需求遷移有望直接推動運營商西部地區數據中心的上架率提升。領先佈局疊加上架率提升有望帶動其盈利水平增長，迎來相對於第三方數據中心更長的紅利收割期。
必由之路：打造網絡通道，實現高效互聯
電信運營商在數據中心互聯方面佔有較強主動性。要構建東數西算一體化的算力體系，需要加快打通東西部間數據直連通道，打造一批東數西算示範線路，提高網絡傳輸質量，方能更好利用西部地區的IDC資源。運營商通過自建通信網絡，實現全國鄉鎮級區域覆蓋，骨幹網可實現互聯網流量高效疏導，數據中心網絡層級高(如國際、省際)，實現百G直連骨幹網，最大限度降低網絡時延、抖動。而第三方IDC主要通過向電信運營商租用線路和帶寬，租用成本較高，跨運營商增加網絡跳轉提升時延，目前實現網絡互聯的難度較大。
運營商大力推動國家互聯網骨幹直聯點建設。互聯網骨幹直聯點是國內不同電信運營商網絡互聯互通的連接點，可以降低跨區域間的流量繞轉，實現流量就地交換。在工信部的戰略指導下，三家基礎電信運營商統籌協調，合力攻堅，持續推進我國國家級互聯網骨幹直聯點的建設，目前已有17個直聯點。在呼和浩特開通直聯點後，內蒙古區內網間平均時延由原來的29.11毫秒左右降低至3.3毫秒左右，丟包率下降到0；跨省網間平均時延由原來的41.57毫秒左右下降至37.08毫秒左右，全國排名第13位，丟包率由原來的0.12%左右下降至 0.02%左右，全國排名第1位，顯著了提升了網間通信效率和質量。我們認為未來運營商將繼續配合工信部在西部地區推進國家級互聯網骨幹直聯點建設，以促進數據跨網、跨區域流動，減少西部地區互聯網流量的長途繞轉，改善西部互聯網絡性能，也將推動互聯網產業向西部聚集。
圖表9:17個國家級骨幹直聯點分佈
資料來源：工信部網站，中金公司研究部
運營商是打造新型直連通道、建設新型算力網絡的主力軍。近年來運營商持續推動通信網絡從傳統以行政區劃方式組網向以數據中心和云為中心組網轉變，在跨地域數據中心之間打造互聯互通的網絡能力，實現雲網融合下的資源供給，為用户提供最優的服務以及運營保障。我們認為運營商具備跨區域互聯網接入的差異化優勢，將持續提升國家樞紐節點核心集羣所在區域的網絡級別，在更多IDC園區部署骨幹通信網絡核心節點，實現全國至核心集羣的高效訪問。
遠景藍圖：構建算力網絡，實現算力與需求精準匹配
構建算力網絡是東數西算工程實施算力調配的重要前提。算力網絡要求能感知應用及算力，實現對算力的靈活匹配、動態調度，最終將任務路由到合適的目標計算節點，並提供算力智能調度和確定性連接服務。算力網絡重點解決兩個層面的問題：一方面是資源關聯，根據用户的訴求將算力資源、網絡資源等進行有機整合，以滿足用户多樣化的需求；另一方面是資源交易，讓用户能夠根據自己對業務的要求及能夠承擔的成本，在算力交易平台上購買最適合的算力資源與網絡資源。
三大運營商都在全力推進算力網絡的建設，積極投入算力網絡標準化工作，並提出自身算力網絡的規劃思路。中國移動將以“算力泛在、算網共生、智能編排、一體服務”為目標，逐步推動算力成為與水電一樣，可“一點接入、即取即用”的社會級服務。中國電信明確提出從雲網協同、雲網融合到雲網一體的三個發展階段，並指出算力網絡改變了現有云服務的商業模式，側重於算力的發現、交易、編排調度等。中國聯通將算網一體定位為“雲網融合2.0”階段，將聚焦IPv6+算力網絡和全光算力網絡，打造算網一體的新型數字信息基礎設施。
由於網絡掌控在運營商手中，東數西算工程所需的對於網絡、算力的控制和調配也依賴於電信運營商。我們認為隨着5G、泛在計算與AI的發展，以算力網絡為代表的“雲網融合2.0”時代正在快速到來，運營商將加快推進國家算力網絡體系建設，提升跨區域算力調度水平，助力落實東數西算工程。
實施保障：雲網安全能力突出，構築核心優勢
在東數西算的龐大工程中，涉及眾多信息安全方面的問題，包括東部數據傳輸到西部，西部數據落地存儲，西部計算後傳輸回東部等。因為數據的使用從原來相對集中的情況慢慢維度變大，這對於數據的流轉、存儲、計算都帶來新的問題和挑戰，對於數據安全的要求也同步提升。
在統一規劃的國家級節點及數據中心集羣建設中，運營商的央企身份，以及全程全網的能力，都為信息的安全性提供了強大的背書。如天翼雲已有41個資源池通過信息安全等級保護測評三級或以上測評，38個資源池獲五星級最高評級。移動雲通過ISO27017雲安全管理體系評估認證、等保三級認證及5項可信雲認證，自研核心技術打造移動雲技術內核，具備10萬+告警分鐘級智能研判分析、重點安全威脅分鐘級發現能力、網站篡改等重點安全事件分鐘級一鍵處置能力。我們認為運營商擁有領先自研技術、央企品牌服務穩定可持續、數據保護意識強、雲網安全能力突出、業務中立等多方位安全優勢，上述優勢將成為其在東數西算工程招投標中的核心競爭力。
圖表10:運營商雲計算全方位安全體系
資料來源：中金公司研究部
優化佈局，雲網互融，乘東數西算之風加速轉型
三大運營商作為東數西算中算力基礎設施和骨幹傳輸網絡的建設者，同時也是下游雲計算服務的提供商，將積極參與東數西算工程建設，完善算力網絡基礎設施，實現網絡鏈路的優化升級。
優化數據中心佈局，深化頂層設計。目前，三大運營商均已在31省份擁有數據中心資源佈局，全國8大樞紐和10大數據中心集羣的頂層建設推動運營商將算力資源向樞紐節點進一步集中佈局，更加高效地利用能源，提升西部存量數據中心的利用率。例如中國電信宣佈預計“十四五”末公司在八大樞紐的數據中心佔比將達到85%；同時，進一步優化中國電信數據中心的東西部分佈，西部數據中心佔比由現在30%調整至“十四五”末的40%。
建設骨幹傳輸網絡，提升數據長途傳輸效率。東數西算意味着對於跨數據中心、跨樞紐、跨省份的數據長途傳輸效率的更高要求。電信運營商需提升作為傳輸基礎的算力網絡建設。該網絡需滿足大帶寬、低時延、可調配的高速傳輸。運營商可推動自身網絡、計算等資源向樞紐節點集中：在樞紐節點內部打造高速互聯網絡，加強數據中心間的互聯互通；在樞紐節點附近增加網絡節點，打造樞紐間直連鏈路，加速網絡傳輸；同時配合國家互聯網骨幹直聯點建設，提高跨省、跨區域的跨網交換能力。
雲、網、邊多端融合，打造一體化算力網絡。東數西算需要實現算力需求在不同樞紐節點、雲計算節點、邊緣計算節點之間供給的高效精準調配。這要求運營商深度融合雲、網、邊多端的計算資源，打造新型信息基礎設施，為客户提供計算(雲)和連接(網)一體的算力服務。各運營商利用SDN/NFV等新型網絡技術，配合AI、區塊鏈等新興技術，推動調配平台的建設。例如中國移動在《中國移動算力網絡白皮書》中提出將建設使用AI引擎、數據湖等技術的“算網大腦”對算力資源進行統一、智能化編排管理。中國聯通也推出“雲網融合2.0”的算力網絡建設規劃。
風險提示
東數西算建設進度不及預期。工信部目前僅發佈了同意八大樞紐節點地區啓動建設國家算力樞紐的文件，具體建設進度及建設安排未明確，存在建設進度不及預期的風險。
政策不確定性。新建數據中心項目的批准和能耗要求仍然受到政策約束，存在政策變動的風險。
運營商算力網絡建設進度不及預期。運營商算力網絡建設需要融合雲、網、邊多層次計算資源，利用新技術對原有計算網絡改進，存在新網絡服務體系建設不及預期的風險。
圖表11:三大運營商核心數據
資料來源：三大運營商公告，中金公司研究部
注：1)中國移動產業互聯網收入口徑為DICT及物聯網收入，DICT主要是IDC、 ICT、移動雲、大數據及其他政企應用及信息服務收入；2)中國電信產業互聯網收入口徑為產業數字化收入，包括行業雲、IDC、組網專線、物聯網、數字化平台及其他；3)中國聯通產業互聯網收入口徑為雲計算、IDC、物聯網、大數據以及IT服務收入，1H21首次公佈聯通雲收入，包括雲資源、雲平台、雲服務、雲集成、雲互聯、雲安全等一體化融合創新解決方案。
圖表12:三大運營商產互收入彙總
資料來源：三大運營商公告，中金公司研究部
（文章來源：中金點睛）