数据中心布局研究

孙景毅，吴 辰，于艳芳

（北京电信规划设计院有限公司，北京100048）

数据中心（Inter net Data Center，简称IDC）是各类信息业务开展的“资源池”。电信运营商凭借既有的资源优势，成为这个领域的主要建设与运营者。但随着市场竞争的加剧与节能减排的要求，数据中心的盈利增长空间在下降，因此，在建设初期，数据中心的选址与布局就显得极为重要了。本文通过对该问题的深入研究，提出了重点考虑的因素以及研究思路与建议。

1 研究背景

中国政府在近期颁布的“十二五规划”以及其它一系列政策中，明确提出将进一步推动信息产业的健康快速发展，而数据中心目前主要服务于互联网传媒、政府企业及金融等行业，对数据中心的需求增长迅猛。

1.1 互联网业务发展的需要

根据中国互联网络信息中心（CNNIC）2012年1月发布的《第29次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2011年12月底，中国网民规模达到5.13亿。互联网普及率较2010年提升4个百分点，达到38.3%，相比2007年以来平均每年6个百分点的提升，增长速度有所回落，而中国手机网民规模达到3.56亿，同比增长17.5%。但值得关注的是，中国的网站数在2011年下半年实现止跌，并快速回升。2011年，受众最广的前五大网络应用分别为搜索引擎（79.6%），即时通信（79.4%），网络音乐（78.7%），网络新闻（74.7%）和博客／个人空间（65.5%）。增长最快的前三个应用分别是微博（208.9%），团购（125.0%）和网上支付（11.7%）。

因此，广阔的用户群体和市场应用为IDC建设提供了坚实的基础。

1.2 节能减排的需要

国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标，即到2015年，单位GDP二氧化碳排放降低17%；单位GDP能耗下降16%；非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点，从8.3%～11.4%；主要污染物排放总量减少8～10%的目标。“十二五”规划提出的约束性指标更加明确了国家节能减排的决心。

而随着数据中心的大量兴起，巨大的用电量和制冷量需求对能源的消耗越来越大，因此，高效利用能源成为数据中心良性发展的方向。

1.3 电信运营商收入增长的需要

随着2008年中国电信业重组形成三足鼎立的局面，电信业的竞争更加激烈，IDC运营领域已经成为竞争的主要焦点之一。而IDC市场的巨大需求为各大运营商提供了无限商机，但同时各运营商又都面临着资源紧缺的问题。

2 布局遇到的问题

2.1 数据中心现有资源与需求的不一致性

现有数据中心资源往往在需求较大的地区资源较少，而在需求较小的地方又有较多资源；同时，即使拥有一定的资源，但与市场所需的具体产品又有差距。这往往是因为忽视了布局与选址造成的。

（1）选址的合理性问题

各地运营商或多或少的遇到过以下几种情况，并促使考虑新建数据中心：

一是近年来运营商重组频繁，因各种历史遗留问题，导致存在一定的闲置土地情况。受到国家或地方政府对土地政策管控的原因，避免因长期闲置而被政府收回或缴纳大量土地闲置费用，因此希望利用闲置土地建设可带来直接收入的数据中心。

二是部分省市因新城开发、设立经济开发区等城区规划与扩张的需要，使运营商需要配套建设相应的基础设施资源，包括通信枢纽楼或营业办公楼，同时对于较大适宜的土地，具备建设数据中心的条件。

三是部分地方政府受到经济增长速度与方式的压力，有意与大型国企包括电信运营商通过签订战略合作的形式，提供水电费、税收、就业等方面的政策优惠，鼓励建设以云计算、离岸服务或企业灾备等形式的新一代数据中心。

在这样的背景下，有些省份的运营商从自身利益出发，盲目建设了一些数据中心，但部分省份的IDC业务处于较低发展水平，业务增长预期不乐观，对建设数据中心的需求缺乏详细合理的论证，特别是忽视了布局的重要性，出现了后期以电费为主的运维成本很高、市场定位不明确导致的机房使用率偏低。并且还出现了各地在机房资源利用率上的差异较大的现象，同时因营销手段或政策的滞后，导致部分运营商的全国可用机架数虽大于整体需求数，但由于资源不能全国统一调配，仍有部分省份提出数据中心建设需求。

（2）市场规模的不确定性对建设周期较大的数据中心项目的影响

一方面，全球和国内经济形势及政策因素以及互联网业务的发展状况成为数据中心建设的主要前提，而客户受到上述因素以及自身业务发展等诸多因素的影响，很难提出长期的或阶段性的具体机架需求；另一方面，随着IDC市场竞争越来越激烈，某一运营商资费的变化都可能会导致自身及其他运营商机架需求的快速变化。

而数据中心的建设对于运营商来说，属于大型基础设施建设项目，建设周期长，无法快速对市场的需求提供有效供给，而一旦市场需求发生变化，将造成IDC运营的风险。

（3）电信运营商自身营销策略及考核方式对数据中心的影响

目前，三大运营商的集团公司考核各省份公司主要是收入增长情况，希望各省的收入在各个产品线上都要增长；而各省分公司在集团制定的统一销售政策下具有一定的自主权，导致了部分省份看到数据中心能带来收入就盲目上马，而市场份额及大客户资源是相对有限的，由于现有的IDC运营方式是各省独立经营，收入成本纳入本省考核范围，因此出现了省份之间相互抢夺同一客户，造成混乱的价格战，利润降低，回收期变长。

2.2 布局重点考虑的因素

2.2.1 市场规模及预测

根据部分机构预测，预计到2014年，全球IDC市场规模将达340亿美元，复合增长率为17%；国内IDC市场规模为224亿元人民币，复合增长率为22%，国内、外IDC市场增长速度在长期仍然快于经济增长速度，对数据中心的需求长期向好。如图1所示为全球与国内IDC市场规模与预期。

图1 IDC市场预测

2.2.2 客户需求对布局的影响

从行业分布看，互联网传媒、政企和金融构成了数据中心主要的客户来源，如图2所示为行业分布比例。

图2 国内IDC市场客户行业分布（数据来源：赛迪顾问，2011）

国内IDC客户地域分布不均衡，华北、华东和华南三大区域集中了全国近2／3的客户，超过75%的客户分布在华北、华东、华中和华南地区，这也正是我国东、中部地区以及环渤海、长三角及珠三角地区集中的地区。如图3所示为地域分布比例。

由此可见，因为经济发展原因，目前客户主要集中在经济较发达的地区，这将成为数据中心布局的重要考虑的因素之一。

图3 国内IDC市场客户区域分布（数据来源：赛迪顾问，2011）

同时，不同行业对数据中心所处的具体位置需求不尽相同，这主要是从自身的业务特点出发，如表1所示。

由此可见，不同行业因自身业务特点需要，对布局的要求是有差别的，但大多数客户因主要集中在省会城市或一、二线城市，对这些城市数据中心的需求还是很大的。

不同行业客户在选取数据中心时，往往要综合考虑各地的资费、地区安全性及灾备适宜性、维护便捷性及数据中心的标准等级等多方面因素，使一些行业客户可以根据自身业务特点，采取一定的技术手段，选取适当远离省会或一、二线城市的地区（本文称为“异地”）作为数据中心。根据客户主要考虑的因素，并结合工作中遇到的典型行业客户进行分析，得出选择异地的比例，如表2所示。

表2 不同行业选择异地数据中心的比例

可以得出如下结论：

（1）互联网传媒、政企和金融作为数据中心的主要客户来源，受业务发展需要，在省会城市或一、二线城市的需求很大。

（2）互联网传媒、政企和金融客户又因自身需要考虑的因素，具备落户异地的条件。根据图3及表2可得，这一比例占总需求的76%以上。

2.2.3 选址要素对布局的影响

业内对数据中心的选址影响要素主要归纳为七大因素，涵盖选址区域、投资造价和经营环境三类，本文重点分析前两类，如图4。

图4 选址要素及权重分析

一个数据中心从建设到后期运行，包括前期建设的费用、后期的运维费用两大部分。根据目前业界通常的测算方法，在不考虑外电引入费用及建楼投资的前提下，按照《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174－2008）B级标准，一个机架建设成本通常在15万元左右，以征地100亩地，容积率1.0，可建设两栋各3 000架规模的独立数据中心，以3 k W／架用电为例，可以看到哪些费用是主要影响因素。

（1）建设成本（属于成本因素）：2栋×3 000架×15万元＝9亿。

（2）征地费（属于政策环境）比较（见表3）。

表3 不同征地费的差异

（3）不同电费（属于政策环境）及PUE（属于自然地理条件）的比较（表4、表5）。

需要说明的是，全国电力资源丰富的省份（属于自然地理条件）不一定可以提供低廉的电价，也就是说，所谓缺电省份（包括中东部经济发达省份），电价不一定比西部地区高，影响电价定位的因素很多，这不是本文的重点。

表4 不同电费的差异（PUE＝1.4时）

表5 不同电费的差异（PUE＝1.9时）

（4）若地方政府可提供11万k VA变电站的建设（属于配套设施条件），投资节省约8 000万元／站。

（5）电力传输与通信网络传输成本的比较（属于配套设施条件）。按数据中心出口带宽40 GB，1 000台服务器，每台服务器250 W计算，光纤传输的百公里建设成本仅为210万元，电能传输则高达2亿4 000万元；光纤传输的电力损耗为5.2 k Wh，电能传输则为25 k Wh。可见，电力传输成本远大于通信网络传输成本（引自参考文献2）。因此选址时应重点考虑电力引入而不是网络接入的费用。

综上可以得出如下结论：

（1）在利用了同等节能技术下，PUE值可以认为就是代表了不同的纬度，越高说明纬度越低。同等电费不同PUE值的情况下，使用50年累计将会有20亿（0.5元／度时）～30亿元（0.75元／度时）的差别；

（2）同等PUE值不同电费的情况下，使用50年累计将会有27亿（PUE＝1.4时）～37亿元（PUE＝1.9时）的差别；

PUE＝1.4与PUE＝1.9在0.5元／度与0.75元／度时，使用50年累计最大差值可达57亿元。

可见，对于数据中心建设与运维而言，地方优惠政策往往是电价和地价，显然，在结合纬度选取时，应避免选择在PUE高（即纬度偏低），而地方优惠政策仅仅是地价而不是电价的地区，因为地价对数据中心整个生命周期的费用来看所占比例很小；在必须选择PUE高（即纬度偏低）的地区时，必须选择电价优惠的地区。

由此可见，通常会根据自然地理条件选择PUE低（即高海拔）的地区，但受到业务发展需求必须选择低纬度地区时，应重点关注电价优惠。

3 布局思路与建议

根据各运营商收入指标要求并结合业务预测，可估算出缺口的机架数，以便确定建设规模。同时，结合在数据中心建设上的资金安排，可考虑如下3种模式。

3.1 思路与建议一

（1）根据选址要素，集团在纬度高、电价低的地区统一建设大型数据中心，同时制定统一的经营管理模式，推动各省分公司把可异地安置的业务引导到大型数据中心。

（2）对以往数据中心收入贡献大的省或地区，应重点提供资金鼓励新建一定规模的机房或利用现有网络瘦身腾退的局房改造为数据机房，但应控制规模，重点解决只能本地落户的业务。

建设大型数据中心与收入贡献大的重点城市相结合的思路，重点依靠营销策略，将可选择异地的客户吸引到大型数据中心来。

3.2 思路与建议二

（1）近期重点建设业务收入前列的重点城市北、上、广、深，以确保抢占优质客户资源，确保完成收入要求。并安排资金分期建设大型数据中心，同时对客户的地域观念进行引导，并利用近期收入来源贴补落户大型数据中心的客户。

（2）远期通过技术手段，如云计算、增值服务等产品，使客户淡化地域概念，在大型数据中心也可以享受到同样优质的服务。

近期重点城市与远期目标相结合的思路，重点依靠技术手段，不仅完成对客户业务的异地安置，同时增大对云计算、增值产品的推广力度，使业务收入逐渐摆脱单纯依靠基础业务的局面。

3.3 思路与建议三

考虑土地资源的稀缺性及土地增值带来的资产保值等功能，对于地方政府有意出让或开发的土地，在考虑合理电费的基础上，各省应抓住机遇，增加土地储备，测算合理需求分期开发。

4 结 论

根据节能减排的要求，通过完善业务经营模式、省份之间的收益分成比例和考核办法，并采取适当的技术手段，使客户降低对地域的依赖性，提高各省推动IDC业务发展的积极性，促进选址区域因素与成本投资造价因素较好的地区建设的数据中心利用率显著提高。同时可综合考虑上述三种布局思路与建议，最终使数据中心成为电信运营商的主要收入增长点。

［1］ 中国互联网络信息中心（CNNIC）.第29次中国互联网络发展状况统计报告［Z］.2012.

［2］ 童晓渝.建立我国低碳型信息产业发展新模式的思考—在中西部能源大省建立“数据中心”产业基地［Z］.中国联通研究院，2012.