一、引言

     聽說過“南水北調”、“西電東輸”，你知道“東數西算”嗎？“東數西算”簡單講就是將東部產生的數據輸送到西部，發揮西部數據中心的算力，支撐企業數字化轉型以及運用在社會民生。我國東部地區有大量的互聯網等科技公司數據需要存儲、處理，像“一網通辦”、互聯網企業的云計算等，每天都會產生大量數據，算力基礎設施資源緊張，難以滿足需求。而我國西部地區則截然相反，西部綠色能源相對豐富，有利于為數據中心散熱，節約成本。大數據時代，算力也是生產力，東部有“數”，西部算“數”，通過構建類似于“南水北調”、“西電東輸”的網絡體系，把東部的數據輸送到西部存儲、計算，能夠極大改善東西部數字新型基礎設施不平衡的布局，更好引導數據中心集約化、規?；?、綠色化發展，促進東西部數據流通、價值傳遞，帶動數據中心相關產業由東向西有效轉移。優勢互補，跑出的將不僅是發展加速度，還有東西部協同發展的新高度。

     隨著數字經濟的發展，2018年，國家發改委及相關智庫開始了關于全國一體化數字基礎設施的相關課題研究，形成了政企協同推進構建全國一體化大數據中心體系、國家算力網絡布局方案、“東數西算”實施路徑等系列研究成果。2020年12月，國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局聯合印發了《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》，提出根據能源結構、產業布局、市場發展、氣候環境等，在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝等重點區域，以及部分能源豐富、氣候適宜的地區布局大數據中心國家樞紐節點，到2025年東西部數據中心實現結構性平衡。

     2021年5月，國家發改委等四部門聯合印發了《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》?！斗桨浮诽岢?，要加快實施“東數西算”工程，圍繞國家重大區域發展戰略，在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，發展數據中心集群，引導數據中心集約化、規?；?、綠色化發展。國家樞紐節點之間進一步打通網絡傳輸通道，提升跨區域算力調度水平。2022年1月，《“十四五”數字經濟發展規劃》明確部署加快實施“東數西算”工程。

     2022年2月17日，國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局四部門聯合印發通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點，并規劃了10個國家數據中心集群。這標志我國“東數西算”工程項目拉開序幕。

 “東數西算”8個算力樞紐和10個數據中心集群分布

二、“東數西算”算力和運力的構筑

     國家發展改革委創新和高技術發展司司長沈竹林表示，在建設數據中心時，需要關注四個方面：一是引導有序布局，實現數據中心有序發展；二是促進綠色節能，助力實現碳達峰、碳中和；三是推進迭代應用，提升大數據的創新能力；四是體現高效利用，提高算力資源利用效率。

     數字經濟正在成為重組要素資源、重塑經濟結構、提升市場競爭力的關鍵力量，數字產業化、產業數字化是我國經濟轉型升級的重要方向。我國數字經濟規模占GDP的比重呈持續上升趨勢，2020年在疫情沖擊和全球經濟下行疊加影響下，數字經濟依然保持9.7%的高位增長，已成為穩定經濟增長的關鍵動力。近年來，隨著各行業數字化轉型升級進度加快，特別是5G、人工智能、物聯網等新技術的快速普及應用，全社會數據總量井噴式增長，數據存儲、計算、傳輸、應用的需求大幅提升。

     第一，“東數西算”重點關注“算”。算力，即指由CPU、GPU等各類芯片基于服務器等設備提供的數據處理能力，是數字經濟的基礎設施，是數字經濟時代的核心生產力。當前，新一輪科技革命和產業變革正在重塑全球經濟結構，算力成為全球戰略競爭的新焦點。國家發改委表示，隨著數字技術向經濟社會各領域全面持續滲透，全社會對算力需求仍十分迫切，預計每年仍將以20%以上的速度快速增長。加快推動算力建設，將有效激發數據要素創新活力，加速數字產業化和產業數字化進程，催生新技術、新產業、新業態、新模式，支撐經濟高質量發展。對于成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等可再生能源豐富、氣候適宜、數據中心綠色發展潛力大，可以重點提升算力服務和效率，積極承接全國范圍內的后臺加工、計算數據分析、存儲備份等算力需求，打造面向全國的算力保障基地。

    第二，“東數西算”有了超強“算力”，更要關注“運力”，解決數據“從東部輸送到西部”的問題。數據中心內的數據包含很多機密數據。譬如，政務類數據，包含我們的社保、居住地等信息；銀行數據，包含儲戶個人賬戶和存儲信息；企業數據，包含企業的商業信息和產品信息；醫療數據，包含患者的診療信息和個人隱私等等。這些數據，全部都需要高安全的網絡。數據中心是服務器等計算傳輸設備進行托管、運維以及網絡接入的場所。為保證設備正常運行，數據中心運行環境要求極高，機器設備與溫控、濕控設備的電力消耗大。在數據中心的建設成本中，電力設備成本最高，其占比達55.6%。數據中心運營支出（OPEX）的主要組成部分是電費，大約占公司營業成本的50%以上。國內數據中心建設時難度最高的環節往往為資源獲取環節，即土地的獲取、能耗指標的獲取等。

    數據中心一般部署原則為“離用戶更近”（網絡延遲?。?；“離能源豐富的地方更近”；“離寒冷的地方更近”。從全球市場目前的數據中心分布來看，靠近一線業務需求方仍是數據中心選址的首要考慮因素。我國一線城市擁有大量大型網絡骨干節點，網絡覆蓋全，且互聯網公司、金融機構總部大多位于一線城市，因此數據中心早期主要集中于一線城市及周邊進行部署。從當前存量機柜的角度看，79%的機柜集中在東部一線城市及周邊地區。東西部上架率也有明顯差異，全國機柜平均上架率約為50%，西北與西南地區僅為33.9%和40.8%，而華北、華東、華南都在65%以上。

圖2  2021年全國各區域數據中心存量機柜總數（萬架）與上架率%

    《福布斯》預測：“未來十年，數據將持續增長，不斷突破界限、推動創新和利潤增長?！苯鼛啄?，我國數據增量年均增速超過30%。隨著全社會數據總量的井噴式增長，我國已經成為全球數據資源大國。數據的超大“體量”，需要更大規模、更高效的數據中心提供算力。

    第三，對于工業互聯網、車聯網、金融交易、醫用等領域，對數據中心網絡的時延要求極高。各行各業所產生的數據信息從東部輸送到西部，需要強大、安全、可靠的運力網來保駕護航。在政策指導下，有助于平衡我國東西部數據中心結構、實現西部資源的有效利用，同時帶動土建工程、IT設備制造、信息通信、基礎軟件、綠色能源等產業鏈上下游的發展。

三、全光網絡及產業需求

    我們光通信人知道，有數據“運力”，它就離不開“全光網絡”。所謂全光網絡，指的是網絡傳輸和交換過程全部通過光纖實現，信號只是在進出網絡時才進行電光和光電轉換，而在網絡中傳輸和交換的過程中，信號始終以光的形式存在，因此能大大提高網速。

    利用光進行信號傳輸的方式，早在1966年，“光纖之父”高錕教授提出了用玻璃代替銅線的大膽設想：利用玻璃清澈、透明的性質，使用光來傳輸信號---光纖傳輸理論。1976年，光纖技術的繼續發展，使得光纖損耗降低到0.47dB/km，推動了光傳送技術的蓬勃發展，廣泛應用于數據傳輸。這個理論引起了世界通信技術的一次革命。隨著第一個光纖系統于1981年成功問世，華人高錕“光纖之父”美譽傳遍世界。

選擇光纖傳輸，主要有以下優勢：

    第一，光纖傳輸容量大，傳輸距離長。密集波分(WDM)技術早已成熟，且還在不斷挖掘光纖的傳輸潛力。當下，單纖傳輸的最大容量已達到200Gx120波(24Tbps)，后續可持續升級演進到48T乃至88T。同時，商用光纖的衰減已達0.19dB/km以下，可以實現數千公里的超長傳輸。

    第二，光傳輸安全性最高，抗干擾能力最強。光纖只傳光，不導電，不受電磁場的作用，因此光纖對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正是這個原因，使得光纖中傳輸的信號不易被竊聽，具有極高的保密性。光傳輸采用是L0和L1層提供以波長λ和子通道ODUk為代表的剛性“硬”管道，具有天然硬隔離的屬性，是安全性最高的信息傳輸技術。

    第三，光傳輸可靠性高。光纖的材質是石英玻璃(SiO?)，外包層材料一般為特種工程塑料，都具有極高的耐腐蝕性，因而對環境的適應性非常強，具有耐酸、耐堿的特性。而網絡層面，可配合自動交換光網絡(ASON)技術，光纜發生故障時，業務可自動快速恢復，支持最高可達99.9999%的安全，大幅提升網絡韌性。

    第四，超低時延穩定。光是目前傳輸最快的技術，在光纖中可以達到每秒20多萬公里?；诙说蕉说娜饩W，數據一跳直達，可以提供穩定性的低時延保障。東部到西部之間的傳輸時延，可達毫秒級。

    我國在全光網的發展，一直走在世界前列，并持續引領著光產業的發展方向。全光網發展已經歷兩個產業代際：以全光纖網為特征的全光網1.0時代，以全光自動調度為特征的全光網2.0時代。伴隨國內三大運營商相繼開啟ROADM/OXC、200G/400G、光網自動化管控系統的商用部署，標志著中國已經全面邁入全光網2.0時代，為“東數西算”打下了堅實的網絡基礎。

    根據中國聯通公布的數據，現有數據中心880余個，總規模超過30萬架，承載服務器超百萬，數據中心主要分布在京津冀、長三角、珠三角、魯豫、川陜渝、蒙貴等區域。下一步，中國聯通將圍繞國家“東數西算”八大算力樞紐節點，優化“5+4+31+X”資源布局，加快京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝區域“4”大國家東數樞紐節點高算力、高安全、綠色低碳新型數據中心建設，實現大規模算力部署，滿足國家重大區域發展戰略實施需要。發揮能源、氣候等自然資源優勢，建設蒙貴甘寧“4”大國家西算樞紐節點，提升算力服務品質和利用效率，打造面向全國的非實時性算力保障基地，按需建設“31”省新型數據中心。靈活部署“X”邊緣數據中心。同時，貫徹落實黨中央“碳達峰、碳中和”決策部署，通過技術引領與管理效能提升，優化增量和改造存量“雙輪”驅動，持續優化PUE，推進數據中心節能減碳。下階段，中國聯通將著力構建布局合理、網絡先進、數網、數云、云邊協同發展的算網一體化生態體系，實現全國范圍內新型數據中心布局合理、綠色集約的一體化格局，建成具有差異化競爭優勢的算力網絡，為數字經濟打造“第一算力引擎”，全面承接國家“東數西算”工程，成為國家級新型數字基礎設施建設者和運營者。

    云基礎設施的部署一般為：基建（土建、配套水電等）—>機電（發電機組、電源設備、動環監控設施、制冷系統）—>光網絡（光纖/連接器—>交換機/光模塊）—>服務器/存儲。云廠商一般傾向在IDC交付后將光網絡一次性部署完畢（也有的選擇按需部署），而服務器則是按算力的實際需求進行上架。這就類似于先把房屋的硬裝完成，然后再按需購買家具家電等。

圖3  IDC產業鏈

    短期來看，“東數西算”或將率先拉動土地基建、配套道路、供水供電、發電機組、電源設備（UPS/電池等）、動環監控設施、制冷系統等IDC建筑“硬裝”的增長。中長期來看，隨著未來下游AR/VR、車聯網、AI等算力需求起量，將帶動服務器、交換機、存儲等設備上架，同時將驅動IDC競爭格局優化、穩定盈利水平。長遠來看，“東數西算”也將有助于推動平均算力成本的下降，從降低成本的角度為軟件、云計算、AI等算力需求企業帶來一定利好，助力產業數字化轉型，推動我國數字經濟蓬勃發展。

四、結束語

    “東數西算”工程通過全國一體化的數據中心布局建設，在總體上提升國家算力水平及算力使用效率；緩解東部土地、能源供給緊張的問題，實現東西部算力供給結構性平衡；在“雙碳”背景下，就近消納西部綠色能源，促進產業綠色發展；帶動相關產業有效轉移，促進東西部數據流通、價值傳遞，延展東部發展空間，推進西部大開發形成新格局。

    面對國際國內錯綜復雜的局勢，全行業乘風破浪，同舟共濟，圍繞5G、大數據、云計算、物聯網等新基建重點展開探索創新，不斷實現突破。特發信息貫徹以5G、數據中心等為重點的新基建發展理念，公司業務從單一產品發展到多元通信產品，從傳統制造升級到集研發設計、生產加工、運營服務為一體的定制化服務業務，推出了5G前傳解決方案、大數據中心綜合布線解決方案、智慧園區解決方案等多領域專業解決方案，并成功應用于各行業場景，精準助力新基建，獲得行業廣泛認同。未來，特發信息將以“新一代信息技術產品和服務綜合提供商”為目標，持續部署新一輪基礎設施建設規劃，以創新驅動行業高質量發展，全力支持經濟社會數字化轉型。

    發改委就“東數西算”工程答記者問時提到，“鼓勵數據中心節能降碳、可再生能源供電、異構算力融合、云網融合、多云調度、數據安全流通等技術創新和模式創新，加強對關鍵技術產品的研發支持和規?；瘧谩?，因此也可關注國內服務器、操作系統、數據庫、中間件等在“東數西算”工程中的相關機會。

參考文獻：[1] 國家發改委網站、中國聯通網站、CDCC《2021年中國數據中心市場報告》.