디지털 전환시대의 5G 산업 주요 이슈 및 인식에 관한 연구: 뉴스 네트워크 분석을 중심으로

Ⅰ. 서 론

5G 이동통신은 4G 대비 20배 빠른 미래 이동통신 기술 및 서비스로 사람, 사물, 정보가 언제 어디서나 유기적으로 연결될 수 있도록 개인당 1Gbps급 전송속도, 수 msec 이하 지연 단축 기술 등을 통해 수많은 주변 디바이스와 소통하는 차세대 이동통신이다[1]. 5G는 과거의 이동통신과는 차별화되어 4차 산업 혁명의 주요 인프라로 다양한 신규 융복합 서비스 창출을 기대하고 있다. 초연결, 초고속, 초지연의 특성을 가지고 있는 5G는 모바일 서비스의 영역을 넘어 IoT, AI, VR 및 AR, 자율주행자동차, 지능형 로봇 등과 긴밀하게 연동되어 인류의 생활패턴을 획기적으로 변모시킬 혁신 플랫폼으로 간주되고 있다[2].

대한민국은 ‘19년 4월 3일 세계 최초 5G 스마트폰 상용화에 성공하였다. 과학기술정보통신부와 SK텔레콤, KT, LG U+는 지난 몇 년간 꾸준한 연구와 치밀한 전략으로 목표했던 ’세계최초‘ 타이틀을 성취하게 된다. 초고용량 데이터 서비스에 대하여 5G와 LTE 망을 동시에 사용하는 듀얼 커넥티비티 기술을 적용하면 최고속도인 2.7Gbps를 달성할 수 있으며, 이는 12GB용량의 데이터를 36초 만에 다운로드할 수 있음을 의미한다. 또한 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile edge computing) 기술로 초실시간성을 보장하여 기존 대비 데이터 지연시간을 최대 60% 줄일 수 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해 국내 통신 3사를 포함하여 해외 통신사들은 다양한 시범서비스를 통한 사례검증을 수행하여왔다.

세계 최초로 5G 상용화를 달성한 대한민국에서는 5G를 활용한 다양한 분야의 서비스 활성화에 박차를 가하고 있다. 반면에 아직 인프라가 완벽히 갖춰지지 못한 상황에서의 5G상용화에 대한 부정적인 인식도 동시에 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 5G 상용화를 시작한 '19년 4월 3일 시점 이후 5G 관련 산업, 정부 및 기술이 어떠한 동향을 나타내고 있는지 그 변화를 파악하고, 앞으로 국내 5G 관련 산업 활성화를 위한 가이드라인 제시를 위해 '19년 4월 3일 부터 '19년 7월 3일까지 5G가 언급된 14,950건의뉴스 데이터를 기반으로 한 텍스트 네트워크 분석을 수행하고자 한다.

Ⅱ. 관련 연구

최근 5년간(2014~2019) 5G 대한 연구가 다양한 학문분야에서 이루어지고 있음을 학술문헌 데이터베이스를 통해 쉽게 알 수 있었다. 특히 전자/정보통신공학 분야에서는 5G 이동 통신망의 핵심 기술인 고주파(mmWave/cmWave)기반 무선전송 및 접속망 기술, Flexible Spectrum Usage 기술, Massive Antenna 기술, New Waveform 기술, 액세스망 구조기술, 코어망 구조기술들이 주류를 이루었고[3]-[7], 응용 연구로는 IoT, Edge Computing, Security, Smart Factory, Connected Car, AR/VR, 로봇 등 네트워크 기반의 초연결성을 염두에 둔 다양한 응용사례 연구들이 주로 수행되어져 왔음을 확인할 수 있었다[8]-[11].

그 외에 사회과학 분야에서도 5G 도입을 위한 정책으로 망의 중립성, 산업 간의 협력 방안, 신생태계 조성 및 활성화 방안 등 실질적인 서비스 제공에 따른 다양한 대응 전략에 대해 제언하고 있음을 확인하였다[12][13].

지난 2014년 SK 텔레콤은 5G 백서를 발간하여 5G 비전, 요구사항 및 아키텍처에 대한 의견을 공유하고, 2015년 10월 5G 글로벌 혁신센터를 개소하여 5G 이동통신 시험환경을 구축하였다. 지금은 이 연구센터를 5G 연구개발의 글로벌 전초기지 및 5G 생태계의 중심으로 활용되고 있다[14]. KT는 ‘18년 평창 동계올림픽과 연계하여 5G 시범서비스를 준비하였으며, 밀리미터파 기반으로 7.55Gbps 무선전송 시연(‘15년 5월), 밀리미터파 기반 분산 안테나를 이용한 옥외 드라이빙 테스트(‘15년 5월), 매크로셀-스몰셀 연동기술 시연(‘15년 6월), 밀리미터파 채널 모델링 및 측정(‘15년 8월), 경기 창조혁신센터 내 Open Innovation Lab을 개소(‘15년 12월)하였으며, ‘16년 3Q내 5G 테스트 클러스터 구축하여 상용화에 노력을 하였다. LG U+는 노키아/삼성/화웨이와 5G 공동개발 MoU 체결(‘15년 2월), 가상화 RAN기술 시연(‘15년 5월), 256QAM 기반 무선전송 기술 시연(‘15년 6월) 및 Massive MIMO 기술 시연(‘15년 7월) 등을 진행하였으며, ‘16년 5G 네트워크 기술 시험센터 개소를 통하여 상용화에 최선을 다하였다[15].

해외 사례의 경우, 중국정부는 2013년 5G 상용화와 기술표준 개발을 선도할 민관학 공동 플랫폼(IMT 2020)을 설립하고, 5G 핵심기술 연구개발 및 사용화에 노력하였다. 현재 중국은 5G 표준필수 특허 수가 세계 1위이며, 대표기업인 화웨이는 5G 표준필수 특허 점유율이 15%로 국내 삼성전자(12.7%) 보다 높다. 러시아는 Megafon과 MTS는 각각 화웨이, 에릭슨과 협력하여‘18년 Russia 월드컵과 연계하여 5G 시범서비스 시험 운영하였으며, 미국의 AT&T는 에릭슨, 인텔과 협력하여 ‘16년 내 5G 기술개발 및 선별된 핵심기술에 대한 시연을 발표하였다. Verizon은 ‘15년 5G 핵심기술 연구개발을 위한 협력체인 5G Tech Forum을 발족하고 ‘17년 내 특정 5G 무선기술(유선 가입자망 Last-mile의 5G 무선 대체)의 상용화를 발표하였다[16]. 일본의 경우 NTT DoCoMo는 ‘20년 도쿄 하계 올림픽과 연계하여 5G 상용화 계획을 발표하고 다수의 제조사들과 5G 핵심기술 연구 개발을 진행 중에 있다[17].

대표적인 글로벌 5G 표준화 기관으로 ITU와 3GPP가 있다. ITU에서는 5G의 비전과 규격에 대한 표준을 제공하는 반면에, 산업체를 회원으로 두고 있는 각국의 표준화 기구인 3GPP는 한국, 유럽, 미국, 중국이 주도하여 IMT-2020에 따른 5G 규격 선행연구를 수행하고 있다. Release 14에서 5G 규격을 위한 연구를 시작으로, Release 15와 16에서 5G 규격 작업을 2020년까지 완료를 목표로 하고 있다. 이는 2020년에 완료할 IMT-2020에 따라 본격적인 5G 시대가 열릴 것으로 보고 있다[18].

최근 뉴스나 SNS에서 생산된 방대한 양의 비정형 데이터 분석 기법을 통한 실질적인 여론 및 트렌드를 파악하는 연구들이 종종 등장한다. Choi, et., al.[19]이 수행한 4차 산업혁명에 관한 뉴스 빅데이터를 활용한 비정형 데이터 분석 있다. 뉴스 데이터(19187건)에 대해 토픽모델링을 사용하여 언론사 유형과 주요시기에 따른 토픽의 차이를 탐색하였다. 5G를 포함한 4차 산업과 관련한 전반적인 동향을 제시하였으나 직접적으로 5G의 동향은 포함하고 있지 않았다.

Lee[20]는 뉴스 네트워크 분석기법을 사용하여 스마트시티에 대한 동향을 살펴보았다. ‘17년 12월 1일부터 ’18년 12월 1일까지 ‘스마트시티’관련 7882건의 뉴스를 분석한 결과 5G기술을 AI와 더불어 ‘스마트시티’의 핵심기술로 보고 있으며, 국내 통신사를 필두로 글로벌 5G 선점에 박차를 가하고 있음을 확인하였다.

관련 연구에서 5G 동향 및 주요이슈와 관련된 연구로는 사례 중심의 경향을 분석하거나 전문가 기반의 정성적 예측에 대한 연구가 주류를 이루고 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 본 논문에서 수행하고자 하는 비정형 데이터 기반 네트워크 분석 기법을 활용한 5G 동향 분석 연구는 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 연구는 네트워크 텍스트 분석 기법[21]을 사용하여 키워드 중심의 개체 간 연결 상태 및 연결 구조의 특성을 계량적으로 파악함으로 보다 객관적인 동향 분석을 제시할 수 있음에 큰 의미가 있다고 본다.

Ⅲ. 연구 방법 및 분석 결과

본 연구는 국내 주요 54개 언론사의 뉴스데이터를 보유하고 있는 ‘빅카인즈’를 활용하여, 세계 최초 5G 상용화를 시작한 '19년 4월 3일부터 '19년 7월 3일까지 5G가 언급된 14,950건의 뉴스 데이터를 수집하였다. 이음동의어, 유사 단어 처리 등 데이터 전처리과정을 통해 총 99,856개의 단어(노드, Node), 824,657개의 단어 조합(엣지, Edge)으로 이루어진 네트워크가 구성되었다. 뉴스를 기반으로 한 네트워크의 경우, 노드간의 방향성이 존재하지 않기 때문에 무방향성(Undirected)의 특징을 가지기 때문에, 이를 고려한 분석을 수행하였다. 뉴스의 특성상 매우 다양한 단어의 조합이 가능하고, 단어 연결정도(Degree)가 상대적으로 매우 낮은 연결은 네트워크상에서 큰 의미를 주지 않는다고 판단되어 연결정도 1,000 이상의 데이터만 추가 분석에 활용하였다. 연결정도는 특정 단어들이 같은 기사에 많이 출현 할수록 높아지게 된다. 네트워크 분석 및 시각화를 위해 가장 범용적으로 사용되고 있는 네트워크 분석 툴 중 하나인 Gephi 0.9.2를 활용하였다.

전체 네트워크에서는 ‘5G(연결정도:16,095)’, ‘KT(8,983)’, ‘세계(6,923)’, ‘삼성(7,731)’, ‘화웨이7,933)’, ‘SK텔레콤(7,752)’, ‘한국(5,333)’, ‘LGU+(6,230)’, ‘정부(5,185)’순으로 높은 고유벡터중심성 (Eigenvector Centrality)을 나타내었다.

구체적으로 네트워크를 구성하고 있는 군집들의 의미를 파악하기 위해, 모듈성을 기반으로 군집화를 수행하였다. 규모가 큰 네트워크의 하부 군집들의 구성을 파악하는데 널리 사용되고 있는 Vincent et al.의 모듈성 알고리즘을 사용하여 모듈성을 계산 하였다. 또한 노드의 중요성을 파악하는 수치로 가장 널리 사용되고 있는 고유벡터중심성과 연결정도를 근거로 군집의 컨텐츠 분석을 수행하였다.

전체 네트워크는 모듈성을 기준으로 총 9개의 군집으로 분류되었다. 총 9개의 군집 중 다른 값들에 비해 지나치게 낮은 비중을 차지하는 5%미만의 군집 5개에 대해는 아웃라이어라고 판단되어, 비중 5%이상을 차지하고 있는 상위 4개의 군집만을 대상으로 추가적인 내용분석을 실시하였다. 내용분석을 수행한 군집은 그림 1과 같다.

Fig. 1.

5G network graph

첫 번째, 5G 군집은 그림 2와 같이 구성되었다.

Fig. 2.

5G cluster

‘5G(연결정도:16,095)’, ‘KT(8,983)’, ‘세계(6,923)’ ‘SK텔레콤(7,752)’, ‘LGU+(6,230)’ 순으로 높은 고유벡터중심성을 나타내었다. 고유벡터중심성은 노드의 중요도를 파악하는데 매우 널리 사용되는 지표로서 중요한 노드에 연결된 노드일수록 중요하다는 전제조건을 기반으로 계산된 지표이다. 5G 군집의 경우, 총 49개의 노드로 이루어진 군집의 내용을 한번에 파악하기 어렵기 때문에 좀 더 구체적인 내용 분석을 위해 해당 군집을 대상으로 Vincent et al.의 모듈성 알고리즘을 활용하여 다시 한 번 추가적인 군집 분석을 수행하는 계층적 군집 분석을 수행하였다.

계층 분석을 통해, 5G 군집은 그림 3과 같이 총 2개의 하위 군집으로 분류되었다.

Fig. 3.

Hierarchical clustering result of 5G

하위 군집 A는 그림 4와 같이, ‘5G(16,095)’, ‘KT(8,983)’, ‘세계(6,923)’, ‘SK텔레콤(7,752)’, ‘이통사(4,455)’순으로 높은 고유벡터중심성을 나타내었다. 첫 번째 하위 군집의 의미 분석 결과, 세계 최초로 5G 상용화를 통해 ‘5G시대(2,635)’를 ‘개막(1,315)’한 한국에서는 ‘AI(4,025)’, ‘빅데이터(2,307)’, ‘클라우드(1,272)’, ‘자율주행차(1,086)’ 등 ‘ICT(2,136)’ 산업 확산에 마중물 역할을 할 것이라고 기대하고 있다. 특히 ‘KT(8,983)’, ‘SK텔레콤(7,752)’ 등 ‘이통사(4,455)’에서는 ‘5G폰(1,903)’ 보급에 따른 신규 ‘가입자(1,286)’ 확보를 위한 ‘경쟁(1,355)’을 하고 있다. 그러나 ‘서울(2,655)’ 일부 ‘지역(1,331)’ 등에서만 5G이용이 가능하고 5G를 활용해야만 하는 ‘서비스(2,354)’가 아직은 없기 때문에 ‘고객(1,405)’들의 불만이 고조되고 있는 상황이다. 결국, 그림 4와 같이 구성된 5G 하위 군집의 경우, 5G에 대한 긍정적인 인식과 우려가 공존하고 있음이 확인된다. 추후 이러한 문제를 해결해야만 진정한 5G 상용화가 가능해질 것으로 보인다.

Fig. 4.

Sub-cluster A

하위 군집 B는 그림 5와 같이 ‘LGU+(6,230)’, ‘확대(1,933)’, ‘VR(2,076)’, ‘확보(1,497)’, ‘게임(1,924)’ 순으로 높은 고유벡터중심성을 나타내었다. 이번 군집을 보면 상대적으로 점유율이 낮은 LGU+는 5G 상용화를 점유율 확대의 기회로 보고 있음을 알 수 있다. 이를 위해, VR, ‘AR(1,315)’, ‘콘텐츠(1,375)’ 확보는 물론 엔비디아와 협력하여 5G 클라우드 게임 서비스를 출시하였다. 두 개의 하부군집이 따로 분리된 원인을 살펴보면, 흥미롭게도 기존에 높은 점유율을 보유하고 있는 KT와 SK텔레콤에 비하여 LGU+는 5G에 최적화된 콘텐츠 확보에 좀 더 집중하고 있다는 것이 관찰된다.

Fig. 5.

Sub-cluster B

두 번째 군집인 글로벌 주도권 군집은 그림 6과 같이 군집이 구성되었다.

Fig. 6.

Global initiative cluster

이 군집을 보면, 5G 상용화 이전에 시작되었던 ‘미중(1,958)’ ‘무역전쟁(2,695)’은 5G로 인해 더욱 심화 되는 추세임을 확인할 수 있다. ‘미국(3,851)’의 ‘트럼프(3,760)’ 대통령은 ‘화웨이(7,933)’를 비롯한 ‘중국(I3,732)’의 5G 통신장비의 보안에 문제를 제기하였고 미국 내 5G통신 인프라 설치에 ‘퀄컴(1,323)’ 등 자국의 5G 통신장비 업체 사용을 유도하고 있다. 미국의 ‘압박(12,93)’에 ‘시진핑(3,732)’ 중국 주석은 미국 제품에 대한 관세 부과 등 강한 ‘대응(1,108)’을 하고 있다.

‘한국(5,333)’과 ‘일본(1,675)’도 ‘갈등(1,069)’이 심화되고 있다. 일본의 반도체 및 스마트폰 재료에 대한 한국 수출 ‘제재(1,526)’로 인해 한일관계도 점점 악화되고 있다. 이는 급격한 글로벌 산업 환경 변화에서 야기 된 것으로 보인다. 4차산업혁명으로 야기된 급격한 산업 변화는 산업을 넘어 국가에도 위기감을 느끼게 하였고, 이는 글로벌 보호 무역 주의 확산을 야기하였다.

세 번째 군집 그림 7의 고유벡터중심성은 ‘삼성(7,731)’, ‘LG(5,684)’, ‘시장(2,746)’, ‘스마트폰(2,928)’순으로 나타났다. 이번 군집 분석을 보면, ‘삼성(7,731)’, ‘LG(5,684)’ 등의 기업에서 5G 통신 상용화에 따라 ‘갤럭시폴드(1,668)’, ‘갤럭시S10(1,277)’, ‘V50(1,556)’ 등 5G에 대응한 신규 스마트폰 ‘출시(2,582)’에 박차를 가하고 있는 것이 확인된다. 또한, ‘SK하이닉스(1,281)’와 같은 반도체 제조 기업들은 비메모리 반도체인 5G 반도체 ‘제품(15,02)’, ‘성장(1,391)’, ‘전망(1,278)’에 따라 ‘수출(1,371)’, ‘증가(1,110)’ ‘효과(1216)’를 위한 ‘투자(2,277)’, ‘전략(1,713)’을 마련하고 있음을 짐작 할 수 있다.

Fig. 7.

Enterprise cluster

이번 군집 그림 8을 보면 ‘문재인대통령(4,862)’과 ‘총리(1,045)’를 필두로 ‘정부(5,185)’에서도 5G가 ‘4차산업혁명(2,216)’ 시대를 맞이하여 ‘중소기업(1,045)’과 ‘스타트업(1,334)’ 활성화를 통해 ‘경제(2,925)’ 문제를 해결할 수 있는 ‘미래(2,487)’ ‘혁신(2,098)’, ‘산업(2,098)’의 기회로 ‘주목(1,070)’하고 있음을 보여준다. 이를 위해 정부에서는 다양한 ‘규제(1,150)’개선과 ‘협력(1,107)’, ‘강화(1,382)’ 등 ‘지원(1,537)’방안 마련을 고심하고 있음을 알 수 있다.

Fig. 8.

Government cluster

Ⅳ. 시사점 및 한계

본 연구는 5G 상용화를 시작한 '19년 4월 3일 시점 이후 언론 상에서 논의되고 있는 5G의 주요 이슈들을 기반으로 네트워크의 특성을 나타내는 연결정도, 고유벡터중심성, 모듈성을 중심으로 동향 연구를 수행하였다. 본 연구의 분석결과 네트워크 비중 5% 이상을 차지하고 있는 상위 4개의 군집으로 ‘5G’, ‘삼성’, ‘정부’, ‘화웨이’로 분류할 수 있었다.

첫 번째 5G 군집의 의미 분석 결과 세계 최초로 5G 상용화에 성공한 대한민국은 AI, 빅데이터, 클라우드, 자율주행차 등 ICT 산업 확산에 마중물 역할을 할 것이라고 기대하고 있으며, 특히 통신 3사의 경우 5G폰 보급에 따른 신규 가입자 확보를 위해 치열한 경쟁을 하고 있음을 확인 할 수 있었다. 다만, 서울 및 일부 지역에서만 5G가 서비스가 가능하여 고객 불만으로 이어지고 있으며 이에 따른 인프라 확장으로 5G 상용 가속화가 필요한 시점으로 보인다. 두 번째 하위 군집의 의미 분석 결과 상대적으로 점유율이 낮은 LG U+는 타 통신사 대비 5G 점유율 확대의 기회를 현 시점으로 보고 있으며, 특히 VR, AR, 콘텐츠 확보를 위하여 엔비디아사와의 협력을 통한 5G 클라우드 게임 서비스 출시에 보다 더 집중하고 있는 모습을 볼 수 있었다.

글로벌 주도권 관점으로는 5G 상용화 발표 이전부터 시작되었던 화웨이를 비롯한 중국의 5G 통신장비의 보안 위험성을 미국은 지속적으로 문제시 하고 있으며, 자국의 5G 통신장비 업체인 퀄컴 사용을 유도하고 있음을 확인할 수 있었다. 한-일 수출 갈등뿐만 아니라 미-중간의 관세 부과 등으로 인한 미-중 무역전쟁으로 반도체를 비롯한 5G 스마트폰의 글로벌 산업 환경 변화에 위기감이 조성되고 있음을 확인 할 수 있었다.

5G 대응 스마트폰 제조사 동향으로는 삼성의 갤럭시폴드, 갤럭시 S10 그리고 LG의 V50 등 신형 스마트폰 출시에 박차를 가하고 있으며 SK 하이닉스와 같은 반도체 제조 기업들도 비메모리 반도체인 5G 반도체의 시장 확장 전망에 따른 과감한 투자가 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

정부에서는 5G가 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 중소기업과 스타트업 활성화를 통해 경제문제를 해결 할 수 있는 주요 기술로 주목하고 있으며, 다양한 규제 개선과 협력 및 강화 등 다양한 지원 방안 정책 마련을 추진하고 있음을 확인할 수 있었다.

본 연구는 5G 상용화 이후의 주요 동향에 대한 이슈를 정량적으로 분석함으로 현재와 미래의 동향을 일부 가늠할 수 있음에 큰 의미가 있다고 본다. 다만, 대부분의 언론에서는 ‘세계 최초’라는 키워드로 많은 보도가 이루어짐으로 인하여 실질적인 기술 및 산업 동향을 파악하는데 그 한계점이 보였다. 따라서 이러한 한계성을 고려하여 추후 일정 기간이 지난 시점에서 유사 연구의 진행이 다시 필요하다고 본다. 또한 분석 데이터가 뉴스 데이터이기 때문에 노드간의 방향성이 없으며, 노드의 수 대비 엣지 연결 정도 분포가 너무 넓게 존재하여 전체적인 네트워크 구조 파악이 어렵다는 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 좀 더 긴 기간의 데이터를 수집하고 뉴스데이터에 더하여 관련 논문 데이터와 같은 추가적인 데이터 수집을 병행한 분석이 필요하다.

Acknowledgments

이 논문은 2018년도 한국기술교육대학교 교수 교육연구진흥과제(2018-0406) 지원에 의하여 연구되었음.

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