지금까지 이동통신은 10년을 주기로 새로운 세대로 전환되면서 개인 일상의 편의를 증진하고, 사회 변화와 산업의 발전에 기여해 왔다. 5G는 전송 속도의 향상은 물론, 초저지연, 초연결 특징을 기반으로 다양한 분야와 융합하여 새로운 서비스를 창출할 것으로 예상되고 있다. 따라서 전 세계는 5G를 산업의 디지털 전환 및 국가 경쟁력을 좌우할 핵심적 기술로 인식하고 인프라 구축, 서비스 개발을 독려하고 있다. 그러나 5G가 다양한 분야로 원활하게 확산되어 활용될 지 여부는 아직 불확실한것으로 보인다. 5G에서 산업 간 융합은 산업간 가치사슬 융합 등 시스템 차원의 혁신을 필요하므로 산업 간 협력이 원활하게 되지 않는다면 5G 확산은 지연될 수 있다. 따라서 5G의 출발점에 위치한 현재, 5G 확산의 촉진 방안에 대한 연구가 필요하다.
본 연구의 목적은 5G의 확산을 촉진하는 방안을 제안하는 것이다. 본 보고서의 2장에서는 5G의 특징, 경제적 파급효과, 표준화, 국내·외 5G 정책, 산업간 협력 동향을 설명함으로써 5G의 현재 위치를 보여주고자 한다. 3장에서는 기존의 이동통신 확산 연구와 산업 생태계 연구를 검토하여 시사점을 도출한다. 4장에서는 과거 이동통신의 확산 과정을 시장 경쟁, 표준, 생태계 등의 측면에서 살펴본다. 5장에서는 5G 이동통신에 대한 국내 소비자 설문을 통하여 5G 이용의 지연 요인을 분석한다.
마지막 6장은 2~5장의 내용을 토대로 시사점을 도출한다. 기술적으로 5G는 전송속도를 중심으로 진화해왔던 기존 이동통신과 달리 지연시간, 주파수 효율, 연결밀도, 신뢰성 등 다양한 측면이 고려된다는 것이 특징이다. 주요 기술은 네트워크 가상화, 확장 가능한 OFDM, 유연한 슬롯 기반의 프레임워크, Massive MIMO 및 빔포밍이며, 이를 통해 자율주행, VR/AR, 실시간 원격제어 등 다양한 서비스를 효과적으로 지원할 수 있게 된다. 5G 표준화의 가장 큰 특징은 다양한 산업의 요구사항을 충족하도록 국제 협력 및 표준 활동이 진행되고 있다는 점이다. 2019년 말 완성을 목표로 작업이 진행 중인 3GPP의 Release 16은 다양한 산업의 요구사항을 고려한 표준화를 통해 5G와 타 산업 간 융합의 기반이 될 것으로 기대된다. 커넥티드카 분야에서 자동차와 이동통신의 글로벌 협력체인 5GAA(5G Automotive Association), 스마트공장 분야에서는 5GACIA(5G Alliance for Connected Industries and Automation)가 산업계의 요구사항을 반영하고자 노력하고 있다.
서비스 개시 측면에서 우리나라와 미국이 가장 앞서 있으며, 2020년 유럽, 일본, 중국의 서비스 개시가 예상된다. 이동통신 확산 관련 기존 연구 문헌을 살펴본 결과, 기술 표준화, 시장 경쟁이 주요한 확산 요인이었다. 시장 경쟁은 서비스 가격 하락을 통하여 이동통신의 확산을 촉진하는 것으로 이해할 수 있으며, 시간이 지나면서 그 효과는 약화될 수 있다. 다만, 전환비용이 존재한다면 초기에는 시장 경쟁 강도가 높지 않더라도 시장 선점을 위해 서비스의 확산이 빠르게 진행될 수도 있다. 표준화는 전반적으로 서비스의 확산에 긍정적인 효과를 주지만 서비스 초기에는 표준화가 서비스 확산을 지연시킬 수 있다. 한편, 확산 관련 기존 연구는 2G와 3G 중심으로 한정되어 4G 이후 기술세대간 전환에 대한 연구가 없다는 점과 표준화와 시장 경쟁 이외에 다른 요인에 대한 연구가 부족하다는 점에서 한계가 있다. 음성 통화 서비스인 2G의 확산은 직접 네트워크 효과가 작용하였다고 볼 수 있으며 3G 확산은 무선인터넷 관련 서비스 다양성과 품질로 인한 간접 네트워크 효과의 영향을 받았을 것이라고 추측할 수 있다. 스마트폰 발전과 앱스토어가 본격화된 4G의 확산에는 간접 네트워크 효과가 큰 영향을 주었을 가능성이 있다. 그렇다면 생태계 활성화도 이동통신의 확산에 중요한 요인이므로 생태계 활성화에 대한 연구를 살펴볼 필요가 있다.
생태계 관련 기존 연구들은 생태계 선도 기업이 보완재 기업을 생태계로 유인하여 혁신을 촉진하고 생태계를 발전시키는데 유용한 시사점과 전략을 제시한다. 주타났다. 2G는 빠르게 확산된 반면, 무선인터넷의 대중화로 기대를 모았던 3G의 확산은 지체되었으며, 4G는 2G와 3G 가입자를 전환시키면서 빠르게 확산되었다. 2G 확산에는 표준화, 시장 경쟁, 서비스가 큰 영향을 주었다. 3G의 지연에는 경기 침체, 2G 대비 성능/서비스 차별화 부족, 시장 경쟁 부족, 애플리케이션 생태계 침체 등이 복합적으로 영향을 준 것으로 보인다. 4G에서는 모바일 OS 플랫폼을 중심으로 애플리케이션 생태계가 활성화되고 이동통신 성능이 크게 향상된 점이 큰 영향을 준 것으로 이해된다.
5G에 대한 소비자의 효용과 이용 지연 요인을 도출하기 위해 소비자 설문조사를 수행하였고 다항로짓모형(Multinomial Logit model, MNL)과 순위로짓모형(Ordered Logit model)으로 설문데이터를 분석하였다. 소비자를 분석한 것은 5G 생태계 조성 및 확산에 중요한 초기 이용자 기반이 기존 이동통신 서비스의 고객으로 구성될 가능성이 있기 때문이다. 분석 결과, 초고화질 영상의 주요 이용 지연 요인은 ‘비용 부담’, ‘서비스 지역 제한’, ‘필요하지 않음’이었다. 초고화질 영상 시청이 가능한 기기 구입과 대용량 데이터 소비에 대한 비용 부담은 데이터량에 대한 지불의사가 높지않음을 고려할 때 서비스 확산의 가장 큰 장애물이다. 또한, 네트워크 구축 지연은 서비스 확산에 부정적이며, 초고화질 영상은 소비자에게 어떤 가치를 줄 수 있는지 고민이 필요하다. 커넥티드카의 주요 이용 지연 요인은 ‘비용 부담’, ‘신뢰하지 않음’, ‘서비스 지역 제한’이었다. 커넥티드카 기능 구입과 주행안전을 위해 사용자가 개입하지 않은 상시적 데이터 전송에 따른 비용 우려가 있다고 판단된다. 안전과 연관된 서비스의 신뢰성을 높이기 위해서는 다양한 실제 환경 테스트 주행을 통해 안전 주행 이력을 확보해 나갈 필요가 있다. 자동차 구입에 지출이 큰 점을 고려할 때, 커넥티드카 기능이 장착된 차량을 구매하지 않아도 커넥티드카 서비스를 체험하여 기술에 대한 소비자 신뢰를 높일 수 있는 방법이 필요하다. 사물인터넷의 주요 이용 지연 요인은 ‘필요하지 않음’, ‘비용 부담’, ‘기능/성능 불충분’이었다. 이미 생활의 편의를 높이는 다양한 가정용 사물인터넷 서비스가 존재하는 있는 상황에서 단순한 생활의 편리에 소비자가 큰 가치를 느끼지 못하는 것으로 해석된다. 사물인터넷 서비스의수준이 높아져도 효용과 지불의사가 큰 변화가 없었던 것과 일관된 결과로 이해된다.
사물인터넷이 하나의 기기가 아니라 소비자가 여러 개의 기기를 구입하고 각각 서비스에 가입하는 형식이라면 비용은 기능과 성능의 향상과 무관하게 서비스 확산의 장애 요인이 될 수 있다. 또한, 5G 기술을 활용하여 현재의 사물인터넷 서비스 기능과 성능을 크게 개선하지 못한다면 사물인터넷의 확산은 지연될 것이다.
5G 이동통신의 확산 촉진을 위한 방안은 다음과 같다. 시장 경쟁 측면에서 성장과 변화가 정체된 기존 이동통신 시장에는 새로운 기업이 진입하기 어려운 상황으로 보인다. 시장 경쟁은 서비스 확산을 촉진할 수 있다는 점에서 새롭게 출현하는 5G 융합 서비스 시장은 틈새시장, 지역 서비스 등으로 신규 기업의 시장 진입이 기대된다. 5G 융합 서비스 시장에서의 경쟁 촉진을 위해 진입 장벽이 더욱 낮아지고 역량을 갖춘 새로운 기업에게 주파수를 활용할 수 있는 다양한 기회가 제공될 필요가 있다.
기술 표준화 측면에서 5G는 전 세계적 단일 표준이 활용될 가능성이 높으나, 5G와 타 산업의 융합 분야에서는 다양한 통신 기술이 경합할 가능성이 있다. 각각의 기술은 각기 다른 니즈에 출발하여 고유의 발전 경로에 높여 있어 단일 기술로 표준화하기는 쉽지 않을 것이다. 기술간 경쟁이 지속되면 혁신을 촉진할 가능성이 있겠지만, 수요자의 불확실성을 높여 수요자가 기술 도입 결정을 미루는데 영향을 줄 수 있다. 상이한 기술간 호환성을 높이거나 인터페이스를 표준화하여 상호 운용이 가능하도록 할 필요가 있다.
5G 생태계 관련 업계 전문가를 대상으로 한 인터뷰 결과, 산업간 협력, 국내 생태계 및 테스트배드 부족이 5G 도입 및 확산에 중요한 애로 사항이었다. 5G의 산업간 융합 특성 상 이해당사자가 많아 개별 기업 간 접촉에는 시간이 너무 소요되고 이해관계 조정이 어려워 사업 추진이 원활하지 않고, 5G 가치사슬 내에서의 개별 기업의 역할과 이익 분배가 불확실하여 구체적인 5G 활용 전략이 아직 준비되지 못한 걸로 판단되었다. 또한, 잠재 수요처의 기술 수준 부족으로 5G 도입이 어렵고, 국내에 역량을 갖춘 파트너가 부족하였다. 그리고 시행착오와 개발 비용을 줄이고 기술적으로 입증된 결과물을 다양한 시장 환경에 빠르게 적용할 수 있는 표준화된 테스트베드의 필요성도 제기되었다.
생태계가 조성되지 않은 상태에서는 정부와 시장 영향력이 높은 선도 기업이 앞장서 생태계의 기반 마련에 나설 필요가 있다. 이를 위해 첫째, 5G 기반 산업간 융합이 국가적 의제로 설정되고 이종 분야 간 협력을 촉진될 필요가 있다. 산업간 융합이 특징인 5G는 이해 당사자가 많아 개별 기업보다는 범정부 부처 및 전 산업적 대응이 효과적일 수 있기 때문이다. 또한, 체계적인 국가 로드맵을 수립하여 정책 일관성과 연속성을 확보하는 것도 중요하다. 공공 분야에 5G를 적극 도입하여 참여기업에 경험과 학습 기회를 제공하고, 5G 비전을 공유하고 산업간 협력을 촉진할 필요가 있다. 정부는 공공사업을 통해 경험과 실적 축적, 고도화 기회 제공하면서 수요를 창출하고 실증하고 솔루션을 만드는 조정 역할을 할 수 있다. 둘째, 5G 생태계의 구성원이 육성되어야 한다. 다양한 기업이 참여하여 경험을 통해 학습하고 역량을 축적해나가는 기회가 필요하다. 인터페이스 표준화, 개발 도구 배포, 로열티 인하 등 5G 기술·경제적 진입 장벽이 완화될 필요가 있다. 표준적인 테스트베드로 개발 비용 절감, 비즈니스 모델 탐색을 촉진하고 5G 수요처가 참여하여 실제 시장의 요구사항을 발굴해야 한다. 더불어 산업간 경계를 넘나드는 다양한 기술과 비즈니스 모델 시험을 용인하고 혁신적 기업이 출현하여 성장할 수 있도록 제도 개선이 요구된다. 셋째, 공공 분야와 기존 이동통신 시장에서 초기 5G 시장을 창출할 필요가 있다. 공공 분야에 5G가 우선 적용되면 사회가 5G를 학습할 수 있어 5G가 확산되는데 기여할 것으로 기대된다. 또한, 2/3/4G 가입자가 5G로 조기에 전환된다면 단말 및 서비스가 활성화되고 다시 5G 사용자가 증가하는 선순환 효과를 기대할 수 있다. 일반 소비자의 5G 전환을 촉진하기 위해 기술에 대한 소비자의 신뢰 구축, 서비스 커버리지 확보, 기기 및 요금 부담의 완화가 필요하다. 또한, 타 산업 고객이 수용할 수 있는 요금과 사업 모델이 발굴되어야 한다. 마지막으로 국내 이동통신 경쟁력을 지렛대 삼아 우리나라가 국제 5G 혁신을 주도할 수 있을 것이다. 5G 기술표준화에 적극 참여해서 국내 기술이 반영될 수 있도록 노력해야 한다. 우리나라5G 기술과 빠른 네트워크 구축은 해외 기업에게 5G 혁신을 탐색할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 또한, 체계화된 IP 창출 및 축적을 통해 생태계 참여 기업이 활용할 수 있는 공동 IP풀을 점차적으로 확대함으로써 우리나라를 중심으로 한 5G 혁신을 기대할 수 있을 것이다.

서 언
요약문
제 1 장 서 론
제 1 절 연구 배경 및 필요성
1. 연구의 배경
2. 연구의 필요성
제 2 절 주요 연구 내용 및 방법론
1. 주요 연구 내용
2. 연구 방법론
제 2 장 5세대 이동통신의 특성 및 국내·외 동향
제 1 절 기술 특성 및 표준화
1. 네트워크
2. 주파수
3. 안테나
4. 표준화 및 국제 협력
제 2 절 경제적 파급효과
제 3 절 주요국 5G 추진 동향
1. EU
2. 영국
3. 미국
4. 중국
5. 일본
제 3 장 이동통신의 확산 및 생태계 관련 기존 연구
제 1 절 이동통신 서비스의 확산에 대한 연구
제 2 절 생태계에 대한 연구
제 4 장 이동통신 세대별 확산에 대한 분석
제 1 절 2세대 이동통신
제 2 절 3세대 이동통신
제 3 절 4세대 이동통신
제 5 장 소비자 측면의 5G 확산 요인 분석
제 1 절 신기술/서비스 시장 확산 연구 동향
제 2 절 분석방법론
제 3 절 설문 조사
제 4 절 분석 결과
1. 컨조인트 분석
2. 5G 서비스 이용 지연 요인 분석
제 6 장 결 론
참고문헌
부록