Analysis on the Growth of Telecommunication Services: A Global Comparison of Diffusion Patterns

이종수, Minkyu Lee (2009) · Applied Economics 41(24):3143-3150 · DOI ↗

글로벌 49 개국 telecom 3 서비스 (fixed phone · mobile · Internet) 의 1975-2004 panel 을 modified logistic growth model + multi-product interaction term 으로 분석. 대륙별 (America · Asia-Pacific · Europe) 분리 추정 결과 — fixed → Internet 보완 (r_{13} +0.142 ~ +0.488 ***) 은 모든 대륙 공통; Internet → fixed 대체 (r_{31} -0.026 ~ -0.040 *) 도 공통 (xDSL 침투의 글로벌 패턴). 그러나 mobile-Internet 관계는 대륙 분기 — Asia-Pacific 보완 (+0.430 ***), Europe 대체 (-0.180 ***). LR test 280.75 > $\chi^2_{8, 1\%}$ 20.09 → 대륙 동질성 강하게 기각.

• RQ: 글로벌 다국 telecom 시장에서 fixed · mobile · Internet 의 대체 vs 보완 관계는 어떻게 다르며, 대륙 (America · Asia-Pacific · Europe) 별로 어떤 분기 패턴을 보이는가?
• 방법론: 로지스틱 성장 모형, multi-product-diffusion-model, nonlinear-fiml, 패널 데이터 분석, likelihood-ratio-test
• 데이터: ITU World Telecommunications Indicators 2006, 49 개국 1975-2004 (America 11 / Asia-Pacific 17 / Europe 21, Africa 데이터 부족 제외); fixed phone penetration · mobile phone penetration · Internet usage rate 의 연간 panel
• 주요 발견: Modified logistic growth (Gruber-Verboven 2001 형) 의 multi-product interaction $r_{ijk}$ — fixed → mobile $r_{12}$ America -0.156 ***, Asia-Pacific -0.215 ***, Europe +0.083 (n.s.); mobile → fixed $r_{21}$ 모두 n.s.; fixed → Internet $r_{13}$ 모두 양수 *** (America +0.142, Asia +0.333, Europe +0.488); mobile → Internet $r_{23}$ — Asia +0.430 *** (보완), Europe -0.180 *** (대체) (대륙 분기!); Internet → fixed $r_{31}$ 모두 음수 *; Internet → mobile $r_{32}$ Asia +0.128 ***, Europe -0.071 *** (분기); LR test 280.75 > $\chi^2_8 = 20.09$, 대륙 동질성 기각
• 시사점: 한국 telecom 기업의 대륙별 export 전략 차별화 필수. Asia-Pacific 진출 시 mobile + Internet 패키지, Europe 진출 시 mobile vs Internet 분리. Universal service 정책도 대륙별 인프라 단계 conditional 설계

요약

1970s-1980s 의 fixed phone, 1980s-1990s 의 mobile phone, mid-1990s 이후 Internet 의 순차 도입 으로 telecom 시장은 voice → data 전환 의 패러다임을 겪고 있고, VoIP 등 convergence (Ono and Aoki 1998) 가 기존 통신사 사업 모델을 위협한다. 그러나 서비스 간 대체 (substitution) vs 보완 (complementarity) 관계가 국가 발전 단계 · 인프라 성숙도 에 따라 분기한다는 가설은 정량 검증되지 않았다. 기존 분석은 Bass single-product (1969) → multi-product (Peterson-Mahajan 1978; Krishnan 2000) → modified logistic (Gruber-Verboven 2001) 로 진화했지만, 단일 국가 또는 좁은 지역 (Gruber 2001 CEE; Lee and Cho 2007 한국; Chen and Watanabe 2006 일본) 에 국한. 본 paper 는 이종수 · Minkyu Lee 가 글로벌 49 개국 1975-2004 panel 로 대륙별 분기 식별 한 첫 시도로, Telecommunication Services Diffusion in CIS: Dynamics of Competition and Complementarity among Telecommunication Services 의 CIS 6 개국 분석을 글로벌 다국 비교로 확장한 modified logistic growth 표준화 작업.

로지스틱 성장 모형 원형은 Griliches (1957) hybrid corn의 symmetric S-shape:

$$X(t) = \frac{m}{1 + \exp(-\alpha - \beta t)}$$

본 paper 의 multi-product-diffusion-model 형:

$$x_{ij}(t) = \frac{\sum_s \gamma_{sij} D_{sij}}{1 + \exp\left\{ -a_{ij} - \left( b_{ij} + \sum_{k \neq j} r_{ikj} x_{ik}(t) \right)(t - \tau_{ij}) \right\}}$$

$i$ = 대륙 (1·2·3), $j$ = 서비스 (telephone·mobile·Internet), $D_{sij}$ = 국가 dummy, $\tau_{ij}$ = 서비스 도입 시점. $r_{ikj}$ 의 부호가 대체-보완 식별의 핵심 — 양수 = service $k$ 가 service $j$ 의 diffusion 가속 (보완), 음수 = 둔화 (대체). nonlinear-fiml (full information maximum likelihood) 로 simultaneous 3-equation system 추정 (TSP 4.5 program). OLS 는 endogeneity bias 발생 (다른 서비스 penetration 이 disturbance 와 상관) → IV 대안인 FIML 채택.

핵심 결과 5 갈래. (1) Fixed → Internet 보완 — $r_{13}$ 모든 대륙 양수 *** (America +0.142, Asia +0.333, Europe +0.488 가장 강함). xDSL 인프라가 fixed phone line 위에 구축되므로 fixed 가 많을수록 Internet 침투 빨라짐 — 글로벌 공통. (2) Internet → fixed 대체 — $r_{31}$ 모두 음수 *. Internet 보급이 fixed phone 수요를 잠식 (VoIP, e-mail 등이 voice 대체). (3) Fixed-mobile 관계 — $r_{12}$ America -0.156 ***, Asia-Pacific -0.215 *** (대체, leapfrog), Europe +0.083 (n.s., 보완 가능성). Europe 은 fixed 인프라 성숙해 mobile 이 보완재. America/Asia 는 fixed 가 mobile 을 잠식. (4) Mobile-Internet 관계의 극단적 대륙 분기 — $r_{23}$ Asia +0.430 *** (보완, 모바일이 인터넷 채택 가속), Europe -0.180 *** (대체!). Asia-Pacific 의 mobile-first 인터넷 (스마트폰 + 무선 인터넷) vs Europe 의 PC-Internet 의 mobile 과 별도 경로. (5) LR test 280.75 > $\chi^2_{8, 1\%} = 20.09$ → 대륙 분리 추정의 정당성 강하게 입증. 정책 함의 — 한국 telecom 기업의 대륙별 export 전략 차별화: Asia 진출은 mobile + Internet 패키지 (보완), Europe 진출은 분리 마케팅 (대체).

핵심 결과

Modified logistic FIML 추정 — Telephone equation ($j=1$, $\beta_1 = b_1 + r_{21} x_2 + r_{31} x_3$)

Parameter	America	Asia-Pacific	Europe	Pooled
$b_1$ (자체 성장)	+0.037**	+0.041***	+0.060***	+0.040***
$r_{21}$ (mobile → fixed)	+0.015	+0.007	+0.001	+0.004
$r_{31}$ (Internet → fixed)	−0.029	−0.032**	−0.040*	−0.026**
$R^2$	0.975	0.956	0.910	0.959

Mobile equation ($j=2$)

Parameter	America	Asia-Pacific	Europe	Pooled
$b_2$	+0.583***	+0.333***	+0.338***	+0.273***
$r_{12}$ (fixed → mobile)	−0.156**	−0.215**	+0.083	−0.124**
$r_{32}$ (Internet → mobile)	−0.025	+0.430**	−0.180**	+0.411**
$R^2$	0.985	0.941	0.964	0.962

Internet equation ($j=3$)

Parameter	America	Asia-Pacific	Europe	Pooled
$b_3$	+0.352***	+0.168***	+0.235***	+0.251***
$r_{13}$ (fixed → Internet)	+0.142**	+0.333**	+0.488**	+0.297**
$r_{23}$ (mobile → Internet)	+0.245**	+0.128**	−0.071**	+0.076**
$R^2$	0.987	0.973	0.969	0.972

LR test (대륙 동질성 H0)

통계량	값	임계치 ($\chi^2_8$, 1%)	결론
LR	280.75	20.09	H0 강하게 기각

방법론 노트

multi-product-diffusion-model 의 핵심 가정은 (i) 각 서비스의 자체 성장률 $b_j$, (ii) cross-service interaction $r_{kj}$ 의 부호 가 substitution/complementarity 식별. 3 서비스 system 은 6 개 cross-interaction ($r_{12}, r_{13}, r_{21}, r_{23}, r_{31}, r_{32}$) + 3 자체 성장 ($b_1, b_2, b_3$) + 3 location ($a_1, a_2, a_3$) 의 parameter. Endogeneity — equation $j$ 의 우변에 다른 서비스 penetration $x_k$ 가 포함되고 $x_k$ 의 disturbance 가 $x_j$ disturbance 와 상관. OLS biased → IV (2SLS/3SLS) 또는 nonlinear-fiml. FIML 은 normally distributed disturbance 가정 하에 모든 estimator 중 efficient (Dhrymes 1973). TSP 4.5 로 nonlinear 시스템 추정.

Order condition for identifiability — endogenous 변수 (3) 보다 제외된 exogenous 변수 (국가 dummy + time trend) 가 많아 satisfied (Johnston-DiNardo 1997).

패널 데이터 분석 의 장점 — 단일 국가의 짧은 시계열 (Islam et al. 2002) bias 극복, degrees of freedom 증가, parameter 안정성. 본 paper 의 panel 은 49 국가 × 30 년 = 1,470 country-year, 대륙별 분리로 America 330 · Asia 510 · Europe 630.

likelihood-ratio-test — $H_0$: 대륙 간 parameter 동일 vs $H_1$: 대륙별 분리. 통계량 $LR = 2(\ln L_{unrestricted} - \ln L_{restricted})$. Pooled log-L 8,370.73 vs 분리합 8,510.40 차이의 2 배 = 280.75. $\chi^2_8$ 임계치 20.09 (1%) 보다 압도적으로 큼.

연구 계보

본 paper 의 방법론 조상은 Gruber and Verboven (2001) modified logistic with variable diffusion speed + Krishnan et al. (2000) brand entry impact + Peterson and Mahajan (1978) multi-product interaction + Bass (1969) single-product diffusion + Griliches (1957) symmetric S-curve. 직접 선행은 Gruber (2001) CEE mobile-fixed 분석 · Chen and Watanabe (2006) 일본 ICT dynamic-carrying capacity · Lee and Cho (2007) 한국 mobile diffusion. 이종수 author page 의 제1기 방법론 확립 라인 안에서 macro telecom diffusion sub-line 의 표지작이며, sibling Telecommunication Services Diffusion in CIS: Dynamics of Competition and Complementarity among Telecommunication Services (CIS 6 개국) · The Diffusion of the Contingent Product Based on Multi Product Interrelation Model: A Case Study of the Indonesian Telecommunication Services (인도네시아 single-country) 와 함께 Extended Logistic / multi-product diffusion 의 글로벌 표준화 3 부작. 이후 이종수 의 연구는 consumer preference (mobile TV, 스마트폰, ICT product) 의 micro-level 분석으로 전환.

See also

• 로지스틱 성장 모형
• multi-product-diffusion-model
• nonlinear-fiml
• 패널 데이터 분석
• likelihood-ratio-test
• telecom-diffusion
• fixed-mobile-substitution
• mobile-internet-complementarity
• continental-heterogeneity
• 이종수
• Minkyu Lee
• Telecommunication Services Diffusion in CIS: Dynamics of Competition and Complementarity among Telecommunication Services
• The Diffusion of the Contingent Product Based on Multi Product Interrelation Model: A Case Study of the Indonesian Telecommunication Services

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