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1 Research Note 연구 노트 국내 5G 이동통신 기술개발 전망과 정책적 이슈 1) 글 : 박세환 (world00117@reseat.re.kr) 한국과학기술정보연구원 ReSEAT프로그램 전문연구위원 I.서론 이동통신 시스템은 음성(voice) 서비스 중심의 1세대 (1978년 상용화)를 시작으로 CDMA 및 GSM 방식의 2세대(1992년 상용화), WCDMA 및 EV-DO 기술을 이용한 3세대(2000년 상용화), All-IP 기반의 4세대 (2012년 상용화)까지 지속적으로 발전하여 왔다. 특 히 3G 4G 발전과정에서 가장 큰 변화는 3세대까지 유지되었던 회선 기반 네트워크가 사라지고 All-IP 기반의 패킷 네트워크로 통합된 것이다. 4G 시스템 으로 발전 동인 중 중요한 한 가지는 스마트 미디어 기기의 대중화와 더불어 무선인터넷 수요의 폭발적 인 증가를 들 수 있다. All-IP 방식의 4G 네트워크 관점에서 주요 해결과제는 스마트 미디어기기 이용 자들의 무선인터넷 접속으로 인한 데이터 트래픽의 폭발적인 증가문제이다. 모바일 네트워크를 통한 데 이터 트래픽은 기하급수적으로 증가하고 있으나, 4G 이동통신 시스템은 이에 대한 수용능력에 한계가 있 다 2) (Morgan Stanley Report, 2010; 정보통신산업 진흥원, 2012). 아울러 3G~4G 이동통신 시기에 가장 많은 확산지 수를 보인 WLAN(Wireless Local Area Network) 과 같은 모바일 네트워킹 기술로는 대용량 멀티미디 어 트래픽을 수용하기 위한 가용주파수 확보, 투자비 및 운용비 측면에서 효과적이지 못하다는 결론에 이 르면서 4G에서 5G 시스템으로의 발전을 예고하고 있다. 또한 사물인터넷 및 웨어러블 디바이스 등 다 양한 스마트 미디어기기의 대중화로 인한 데이터 트 래픽의 폭증 3) 은 초고속/대용량/고품질 미디어에 대 한 새로운 수요니즈에 의해 5G 이동통신 시스템의 필요성이 대두되었다. 5G 시스템으로의 발전은 ICT 1) 이 논문은 미래창조과학부의 과학기술진흥기금과 복권기금 출연사업인 한국과학기술정보연구원이 수행하는 ReSEAT프로그램의 지 원으로 수행되었다. 2) 이로 인해 이동통신 네트워크 사업자들에게는 데이터 폭증에 따른 설비투자 및 수익모델에 대한 고민을, 사용자들에게는 요금폭탄 (billing shock)에 대한 고민을 던져주고 있다. 3) 2020년 35ZB(10 21 Byte) 예상, 10년 내 M2M 단말 보급률 500배 증가 및 단말당 트래픽 20~120배 증가 등 34

특 히 3G 4G 발전과정에서 가장 큰 변화는 3세대까지 유지되었던 회선 기반 네트워크가 사라지고 All-IP 기반의 패킷 네트워크로 통합된 것이다. 4G 시스템 으로 발전 동인 중 중요한 한 가지는 스마트 미디어 기기의 대중화와 더불어 무선인터넷 수요의 폭발적 인 증가를 들 수 있다.

2 Science & Technology Policy 산업 전반을 혁신하는 핵심 인프라로서 모바일 기술 의 결정판이라고 할 수 있을 정도로 획기적인 대변혁 을 예고하면서 전 세계적으로 핵심기술 개발이 치열 하게 전개되고 있다. 이 연구에서는 Mobile World Congress 2014(MWC 2014) 4) 를 통해 본 스웨덴의 에릭슨/미국의 벨연구소/ 한국의 단말제조사 및 이동통신사 등의 기술개발 전 망과 미래창조과학부를 중심으로 진행되고 있는 국 내 5G 이동통신 기술개발 전망 그리고 국내 5G 기술 개발 프로세스 및 5G 네트워크 구축 지원 등에 관한 5G 이동통신 시스템 마스터전략과 저자의 제언 등으 로 5G 이동통신 정책적 이슈에 대해 설명하고자 한다. II. 5G 이동통신 기술개발 전망 1. MWC 2014를 통해 본 기술개발 전망 전 세계 주요 국가들은 정부주도하에 5G 이동통신 기술개발 경쟁을 가속화하고 있다. MWC 2014(Mobile World Congress 2014)에서 글로벌 ICT 기업들은 다음과 같은 5G 이동통신 기술개발 목 표를 제시하였다(Engadget Edition, 2014; GSM Association, 2014). 먼저, 스웨덴의 에릭슨은 현재 모바일 시스템은 이미 초 연결 사회의 진입단계에 있어 보다 더 우수한 성 4) 2014년 2월 24~27일까지 스페인 바르셀로나의 피라 그란 비아(Fira Gran Via) 전시장에서 개최된 세계 최대 규모의 이동통신 전.... 시회이다. MWC와 유사한 규모의 글로벌 박람회로는 CeBIT(Centrum fur Buroautomation, Informations technologie und Telekommunikation : 독일 하노버), COMDEX(Computer Dealers' Exhibition : 미국 라스베가스), CES(Consumer Electronics Show : 미국 라스베가스), COMPUTEX(Computer Expo : 중국 타이페이), MAE(Mobile Asia Expo : 중국 상하이) 등이 있다. 35

시스템 마스터전략과 저자의 제언 등으 로 5G 이동통신 정책적 이슈에 대해 설명하고자 한다. II. 5G 이동통신 기술개발 전망 1. MWC 2014를 통해 본 기술개발 전망 전 세계 주요 국가들은 정부주도하에 5G 이동통신 기술개발 경쟁을 가속화하고 있다.

3 Research Note 연구 노트 능의 통신망이 요구된다고 판단하고 유선에서 무선, LTE-A, 5G 시스템에 이르기까지 어느 기업보다도 뛰어난 성능의 통신망을 제공할 수 있는 기술개발을 계획하고 있다. 미국의 벨연구소는 주파수 용량을 현 재 1000배 이상 늘리는 것이 5G 시스템의 궁극적인 목표이며, 2020년 상용화되면 모든 서비스를 클라우 드 기술로 구현할 것을 계획하고 있다. 한국의 삼성 전자의 경우 초고주파수를 이용하여 1Gbps 이상의 전송속도를낼수있는5G 네트워킹 기술을 시연하 였다. SK텔레콤은 서로 다른 주파수대역 3개를 묶어 4G-LTE보다 최고 6배 더 빠른 3밴드 LTE-A 기술 을 세계 최초로 시연하였다. LGU+는 노키아 솔루션 스앤네트웍스(NSN)와 함께 이동통신 기지국 간 전 파간섭을 줄여 속도를 향상시키는 기술을 선보였다. KT는 이동통신망과 WLAN을 통합하여 최대 600Mbps 급의 초고속 인터넷 서비스를 위한 홈 네 트워크 기술을 세계 최초로 시연하였다. 삼성전자/알 카텔루슨트/노키아 솔루션스앤네트웍스(NSN)/에릭 슨/NTT도코모 등은 경쟁적으로 상상 속의 기술인 5G 개념을 시연한바 있다 5). 2. 국내 5G 시스템 서비스 전망 미래창조과학부는 2020년까지 5G 이동통신 분야에 민관 공동으로 1조 6,000억 원의 예산을 투입하여 통 신 칩 등 관련 기술개발과 국제표준화 대응을 위한 기반을 조성에 나갈 계획이다. 한국이 전망(지향)하 고 있는 5G 이동통신 서비스를 간단히 요약하면 다 음과 같다(강동식, 2014). 사람 사물 정보가 언제 어디서나 상호 연결될 수 있도록 사용자당 1Gbps급 기지국당 100Gbps 급의 초고속 전송속도 구현 1ms의 빠른 접속속도 등을 통해 수많은 주변 디바 이스와 소통기술 구현 6) 4G-LTE 시스템 대비 1000배 빠른 전송속도 구 5) 실제 장비를 이용하여 데이터전송을 시연한 것이 아니라, 어떤 방식으로 5G 속도를 구현하겠다는 정도의 설명이었다. 6) 800MB 영화 1편을 다운로드하는 데 4G LTE-A가 약 40초 걸리는 데 비해 5G 시스템에서는 1초 이내에 가능하게 될 것이다. 36

SK텔레콤은 서로 다른 주파수대역 3개를 묶어 4G-LTE보다 최고 6배 더 빠른 3밴드 LTE-A 기술 을 세계 최초로 시연하였다. LGU+는 노키아 솔루션 스앤네트웍스(NSN)와 함께 이동통신 기지국 간 전 파간섭을 줄여 속도를 향상시키는 기술을 선보였다.

4 Science & Technology Policy 현 및 1000배 많은 다양한 디지털 디바이스 수용 기술 구현 1000배 감소된 서비스 지연시간 단축기술 및 1000배의 에너지효율성 향상 구현 초다시점, 홀로그램 등 real 3D 입체영상 서비스 기술 구현 등 말, 5G 핵심(원천) 기술개발 결과와 프리-5G 기술 및 성과를 활용하여 사용자당 1Gbps급의 모바일 초 다시점 입체영상 서비스를 포함한 5G 이동통신 시범 서비스를 구현하고자 한다. 셋째, 5G 이동통신 시범 서비스를 통해 축적된 노하우를 기반으로 하여 2018년 평창 동계올림픽에서 시범사업을 전개할 계획이다 8). Ⅲ. 5G 이동통신 정책적 이슈 1. 정책추진 이슈 가. 기술개발 프로세스 및 기대효과 미래창조과학부는 5G 이동통신 관련 기술개발을 2018년까지 완료하고, 2020년 12월 상용서비스를 목표로 기술개발 및 표준화에 주력하고 있다. 이러한 한국정부의 정책추진 이슈를 간단히 요약하면 다음 과 같다(강동식, 2014). 첫째, 2015년 말까지 프리(Pre)-5G 기술을 시연할 계획이다. 이 시기에 5G 기술의 씨앗기술인 세계 최 초 면허대역에서의 단말기 간 직접통신 등을 통해 미 래형 SNS 서비스 7) 를 구현하고자 한다. 둘째, 2017년 5G 이동통신 시스템 구현은 한국이 세계 최고 수준 의 기술력을 보유하고 있는 ICT 인프라와의 접목을 통해 5G 주변산업을 활성화시키는 데 다음과 같은 커다란 파급효과를 기대하고 있다. 먼저, UHD 초 다시점 홀로그램 서비스 9) 를 제공함으로써 3D 입체 영상 산업을 가속화시킬 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한, 웨어러블 디바이스와 사용자 개인기지국을 결합하여 실시간 사설 모바일 클라우드 서비스를 통해 지능형 모바일 서비스를 제 공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 마지막으로, 1Gbps급 무선 백홀 기술을 이용하여 고속 이동 중 고화질 영상서비스를 제공함으로써 모바일 기술의 주요 요소기술인 이동성(Mobility)을 구현할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 7) SNS 서버 없이 공통 목적을 가진 사용자 간에 동적으로 네트워크를 구성할 수 있으며, 사용자 간 직접통신을 통해 정보를 공유할 수 있는 것을 의미한다. 8) 시범서비스와 시범사업은 명확히 구분할 필요가 있다. 전자는 핵심(원천) 기술개발 결과를 검증받는 것이라면, 후자는 검증결과와 노하우를 기반으로 유료 서비스를 전개한다는 차이가 있다. 9) 초다시점, 홀로그램 서비스 기술은 다양한 시점의 화면과 자연스러운 운동시차를 제공함으로써 real 3D 입체영상을 체험할 수 있는 실시간 인터랙션 기반 모바일 서비스이다. 37

기술개발 프로세스 및 기대효과 미래창조과학부는 5G 이동통신 관련 기술개발을 2018년까지 완료하고, 2020년 12월 상용서비스를 목표로 기술개발 및 표준화에 주력하고 있다. 이러한 한국정부의 정책추진 이슈를 간단히 요약하면 다음 과 같다(강동식, 2014). 첫째, 2015년 말까지 프리(Pre)-5G 기술을 시연할 계획이다.

5 Research Note 연구 노트 나. 5G 이동통신 네트워크 구축 지원 5G 이동통신 시스템에 대한 기본개념 및 목표가 가 시화되면서 기술과 표준 개발이 가속화되고 있다. 5G 이동통신 네트워크 구축을 위한 정책적 지원의 필요성을 간단히 요약하면 다음과 같다(여재현, 2012). 우선, 4G 5G 시스템 진화과정에서 커버리 지가 매우 작은 보조 네트워크가 다수 필요하게 된 다. 이로 인해 경제성이 없는 외곽지역의 투자가 축 소될 우려가 있으므로 이에 대해 공동 네트워크를 구 축할 수 있도록 정책적 지원이 필요하다. 뿐만 아니 라, MVNO(Mobile Virtual Network Operator) 사 업자 10) 및 신규사업자 진입, 망 중립성 등 진입규제 완화를 통해 경쟁을 촉진하는 경우 설비 기반 경쟁의 약화를 최소화하면서 서비스 기반 경쟁효과를 극대 화시킬 수 있는 정책적 지원이 필요하다. 마지막으 로, 모바일 브로드밴드 서비스의 정보격차(Digital divide)를 해소할 수 있는 방안이 필요하다. 광대역 이동통신 네트워크는 음성 서비스와 달리 트래픽 및 수요 밀집지역에 우선적으로 네트워크가 구축될 가능 성이 높기 때문에 이에 대한 정책적 지원이 필요하다. 다. 5G 이동통신 시스템 마스터전략 미래창조과학부는 2014년 1월 ICT 산업과 타 산업을 혁신하고 새로운 일자리를 창출하기 위한 미래 이동 통신 산업발전전략(Creative 5G Mobile Strategy) 을 확정하였다. 이 계획의 핵심은 5G 시장의 조기 활 성화(Market Activator), 5G 표준화 글로벌 공조 (Standard Frontier), 도전적 R&BD 추진 (Technology Business Leader), 스마트 신생태계 조성(Ecosystem Renovator) 등 5G 이동통신 시스 템 마스터 전략들이다(미래창조과학부 보도자료, ). 5G 이동통신 시스템 마스터 전략의 개 요를 [그림 1]에 나타낸다. 그림 1 : 5G 이동통신 시스템 마스터 전략 자료 : 미래창조과학부 보도자료( ). 10) 무선 네트워크를 구축하고 직접 서비스를 제공하는 MNO(Mobile Network Operator)로부터 네트워크를 임대하여 서비스를 제공 하는 사업자를 의미함 38

뿐만 아니 라, MVNO(Mobile Virtual Network Operator) 사 업자 10) 및 신규사업자 진입, 망 중립성 등 진입규제 완화를 통해 경쟁을 촉진하는 경우 설비 기반 경쟁의 약화를 최소화하면서 서비스 기반 경쟁효과를 극대 화시킬 수 있는 정책적 지원이 필요하다.

6 Science & Technology Policy 5G 이동통신 시스템 마스터전략을 구현하기 위해 미 래창조과학부는 2013년 5월 이동통신3사(SK텔레콤, KT, LGU+), 단말기제조사(삼성전자, LG전자, 에릭 슨-LG), 중소기업 등이 참여하는 5G 포럼 을 창립하 여 산 학 연 전문가들과 미래 이동통신 발전을 위 한 추진전략을 수립한 바 있다. 이를 통해 2020년까 지 단말기시장 1위, 장비시장 점유율 20%, 국제 표준 특허 경쟁력 1위, 일자리 16,000개 창출을 목표로 2014~2020년까지 7년간 정부 민간 공동으로 약 1 조 6,000억 원의 정부예산을 투자할 계획이다. 이의 핵심을 간단히 요약하면 다음과 같다. 5대 핵심서비스 발굴 및 상용화 추진 표준화를 위한 글로벌 협력 강화 목표설정 및 선도형, 글로벌 시장지향형 기술 개발 중소기업 지원 및 모바일 신생태계 조성 등 39

이를 통해 2020년까 지 단말기시장 1위, 장비시장 점유율 20%, 국제 표준 특허 경쟁력 1위, 일자리 16,000개 창출을 목표로 2014~2020년까지 7년간 정부 민간 공동으로 약 1 조

7 Research Note 연구 노트 2. 제언 한국은 5G 이동통신 시스템 구현으로 세계 최고 수준 의 ICT 인프라와 접목을 통해 주변산업을 활성화시 키는 데 커다란 파급효과를 기대하고 있다. 그러나 5G 네트워크를 통해 제공하고자 하는 서비스가 아직 은 명확하지 않은 상황이라 이동통신사들은 4G 시스 템의 투자비용을 회수한 이후에야 5G 시스템을 구축 할 수 있을 것이라는 평가도 있다. 2020년 상용서비 스 이후 5G 이동통신 기술이 완전한 성숙단계에 이르 고 사용자층이 전 세계적으로 확산될 시점으로 예상 되는 2026년 5G 이동통신 기술 관련 전후방(CPND 관련) 글로벌 시장규모는 1조 1,588억 달러, 국내 시 장규모는 381억 달러의 초대규모 시장이 형성될 것으 로 예상하고 있다(임지택, 2014). 또한 5G 이동통신 시스템의 핵심 서비스이면서 가장 많은 수요자 층이 포지셔닝 되어 있는 국내 무선인터넷 산업은 전 기술 분야에서 2013년 109조 7,598억 원 정도로 고른 성장 을 이어가고 있다(한국무선인터넷산업연합회, 2013). 국내 무선인터넷산업의 인적 환경에 대한 조사결과를 보면, 전문 인력 부족이 37.6%로 가장 높게 나타났다 (정보통신정책연구원, 2010). 이를 해결하기 위해서는 정부의 임금 보조 및 복리후 생 지원, 전문 인력 교육프로그램 운영, 전문 인력 지 원 확대, 병역특례요원 배정 확대, 사내 교육지원 확 대, 구인구직 정보 제공 등 정부의 정책적 배려가 필 요하다. Ⅳ. 결언 현재 글로벌 이동통신 서비스 추세는 4G-LTE 시스템 이 확산단계에 있으며 일부 국가에서 4G-LTE(A) 서 비스가 운용중이다 11). 이처럼 아직 4G 이동통신 기술 이 대중화되지 않은 시점임에도 불구하고 12) 전세계주 요 국가 및 관련 기업들은 4G 서비스가 개시된 2010 년경부터 사실상 5G 시스템에 대한 기초연구를 시작 하여 특허 및 표준화 선점을 위해 치열한 기술경쟁을 가속화하고 있다. 5G 이동통신 핵심 서비스는 1000배 빠른 전송속도, 1000배 줄어든 응답시간, 1000배 많은 디바이스 수용 기술, 1000배 개선된 에너지 효율성 등 4대 기술 특성 을 구현하고자 한다. 5G 시스템이 상용화되면 다양한 킬러 애플리케이션이 등장하면서 새로운 비즈니스를 창출할 수 있을 것이다. 5G 가입자들은 음성보다는 데 이터 위주의 서비스를 주로 이용할 것으로 예상되는바 경제성이 부족한 지역은 네트워크 구축이 지연될 수도 11) 2014년 2분기 현재 4G-LTE 시스템은 112개국에 약 2억8,000여 명의 가입자를 확보한 상황이다. 12) 국내의 경우에도 2014년 9월 현재 스마트폰 가입자 40,056,935명 중 LTE 서비스 이용자는 전체의 63.46%인 25,418,685명(SK텔 레콤 16,211,783명, KT 10,246,760명, LGU+ 8,182,232명) 정도이다. (유무선 통신서비스 가입자통계_ 월, 정보통신산업진흥 원, ) 40

2020년 상용서비 스 이후 5G 이동통신 기술이 완전한 성숙단계에 이르 고 사용자층이 전 세계적으로 확산될 시점으로 예상 되는 2026년 5G 이동통신 기술 관련 전후방(CPND 관련) 글로벌 시장규모는 1조 1,588억 달러, 국내 시 장규모는 381억 달러의 초대규모 시장이 형성될 것으 로 예상하고 있다(임지택, 2014).

8 Science & Technology Policy 극 대응할 필요가 있다. 아울러 공식 표준화와 사실 표준화 간의 연계를 통해 시너지 효과를 얻기 위해서 는 정부차원에서 두 표준화단체의 컨트롤 타워 역할 이 필요하다. 아울러 기가코리아(Giga KOREA) 구축 사업을 계획대로(2013~2020년까지) 차질 없이 진행 하고, 2017년 세계 최초 시범서비스 시행, 2020년 이 후 글로벌 생태계 주도 등 선도형 R&BD 추진을 위한 산 학 연 관 민의 공동노력이 필요하다. 참고문헌 강동식( ), 1000배 빠른 5G시대 킬러 서비스는?, 디지털타임스 미래창조과학부 보도자료( ), 창조국가 실현을 위한 미 래 이동통신 산업발전전략. 있을 것이다. 5G 이동통신 시스템 상용서비스 개시 시점부터 대중화되기까지 기간 동안에는 5G 시스템 의 유휴대역을 이용하여 외곽지역에 4G 서비스를 제 공할 수 있도록 커버리지 의무화도 검토할 필요가 있 다. 아울러 방송 및 통신 콘텐츠 등 광대역 서비스가 전 국민에게 제공되어 정보격차 해소에 기여할 수 있 는 환경을 구축할 필요가 있다. 국내 5G 이동통신 시스템 관련 국제표준화의 경우 ITU 같은 공식표준화단체는 정부주도하에 활발히 대 응하고 있으나, 최근 들어서는 사실표준화 단체(특정 기술 분야의 표준화를 위해 임의로 결성된 조직체)의 중요성이 부각되고 있어 관련 기업이나 단체에서 적 여재현( ), 차세대 이동통신 네트워크 및 주파수 정책 방향, KISDI Premium Report, 정보통신정책연구원. 임지택( ), 특허로 보는 산업 분석_5세대 이동통신. 정보통신산업진흥원( ), 국내외 LTE 서비스 전개 현황 및 특성. 정보통신산업진흥원( ), 유무선 통신서비스 가입자통계 _ 월. 정보통신정책연구원( ), 국내 무선인터넷 생태계 선순환 구조 구축 방안 수립. 한국무선인터넷산업연합회( ), 2013 대한민국 무선인터 넷 산업현황. Morgan Stanley Report ( ), Internet Trends. Engadget Edition (2014), MWC 2014 Descriptions. GSM Association (2014), MWC 2014 Exhibitors ) 41

, 디지털타임스 미래창조과학부 보도자료(2014. 1. 22), 창조국가 실현을 위한 미 래 이동통신 산업발전전략. 있을 것이다. 5G 이동통신 시스템 상용서비스 개시 시점부터 대중화되기까지 기간 동안에는 5G 시스템 의 유휴대역을 이용하여 외곽지역에 4G 서비스를 제 공할 수 있도록 커버리지 의무화도 검토할 필요가 있 다.

NIPA-주간 IT산업 주요 이슈-2013년21호(130531)-게재용.hwp

NIPA-주간 IT산업 주요 이슈-2013년21호(130531)-게재용.hwp 주간 IT산업 주요 이슈 (2013-21 (2013-21호) 1. 주요 이슈 - 13.05.31(금), NIPA 산업분석팀 1 빅데이터, 애널리틱스, 클라우드 기업용 SW시장 성장 견인 지난해 글로벌 소프트웨어 시장 성장은 둔화하였으나, 빅데이터와 클라우드 관련 데이터 분석, 협업 애플리케이션, 보안 등은 성장세 ㅇ 12년 세계 기업용 SW 시장 규모는 3,426억달러로