Cell Broadcast (CB), tunnetaan myös nimillä SMS-CB ja CBS (Cell Broadcast Service), on matkapuhelinverkon teknologia, joka mahdollistaa lyhyiden tekstiviestien lähettämisen samanaikaisesti kaikkiin tietyn maantieteellisen alueen matkapuhelimiin. Kyseessä on yksi monelle (one-to-many) -lähetys, joka eroaa perinteisestä tekstiviestistä (SMS) siten, ettei se vaadi vastaanottajien puhelinnumeroiden tuntemista eikä kuormita verkkoa yksittäisillä viesteillä. Viesti ilmestyy vastaanottajan puhelimen näytölle ponnahdusikkunana ja toistaa hälytysäänen, vaikka puhelin olisi äänettömällä.
Cell Broadcast on ETSI:n ja 3GPP:n määrittelemä teknologia, joka sisältyy 2G-, 3G-, 4G- ja 5G-standardeihin. Sen pääasiallinen käyttötarkoitus on nykyisin väestön varoittaminen luonnononnettomuuksista, sotilaallisista uhkista ja muista hätätilanteista. Euroopan unionin eurooppalaisen sähköisen viestinnän säännöstö (direktiivi 2018/1972) velvoittaa jäsenmaat toteuttamaan matkapuhelinpohjaisen julkisen varoitusjärjestelmän, ja suurin osa EU-maista on valinnut toteutustavaksi Cell Broadcastin.
Historia
Cell Broadcastin juuret ulottuvat GSM-standardin kehittämiseen 1980-luvulle. Ranskalais-saksalainen yhteistyöryhmä alkoi kehittää lyhytviestikonseptia vuonna 1984 Friedhelm Hillebrandin ja Bernard Ghillebaertin johdolla. Keväällä 1987 työ siirtyi IDEG-työryhmälle (Implementation of Data and Telematic Services Experts Group), jonka ensimmäinen kokous pidettiin toukokuussa 1987 Hillebrandin puheenjohdolla. Marraskuussa 1987 valmistui ensimmäinen tekninen luonnos, jossa kuvattiin kolme erillistä viestipalvelua: kahdenväliset viestit vastaanottajalle (SMS-MT), käyttäjän lähettämät viestit (SMS-MO) ja Cell Broadcast (SMS-CB).
Vuonna 1989 GSM-standardoinnin vastuu siirtyi ETSI:lle, ja vuonna 1995 julkaistiin GSM 03.41 -standardi (versio 3.4.0), joka määritteli Cell Broadcast Servicen teknisen toteutuksen. Vuonna 1998 perustettu 3GPP otti vastuun GSM-standardeista vuonna 2000, ja GSM 03.41 muuttui nykyiseksi 3GPP TS 23.041 -standardiksi.
Ensimmäiset Cell Broadcast -toteutukset esiteltiin Pariisissa vuonna 1997, ja tekniikka otettiin laajemmin käyttöön operaattoreilla Aasiassa, Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa vuodesta 2008 alkaen. Teknologian varhaiset kaupalliskäyttökohteet olivat paikallisten tietojen, kuten säätietojen ja liikennetiedotteiden, jakelu, mutta 2000-luvulla painopiste siirtyi hätäviestintään.
Merkittäviä virstanpylväitä
Vuosi Tapahtuma 1987 Ensimmäinen Cell Broadcast -luonnos IDEG-työryhmässä 1995 GSM 03.41 -standardi julkaistaan 2005 Alankomaat aloittaa Cell Broadcast -pilottihankkeen 2006 Yhdysvaltain kongressi hyväksyy WARN Actin 2007 Japani päättää ottaa käyttöön ETWS-järjestelmän 2010 ETSI TS 102 900 V1.1.1 (EU-Alert-standardi) julkaistaan 2012 Wireless Emergency Alerts (WEA) käynnistyy Yhdysvalloissa; NL-Alert Alankomaissa 2018 EU hyväksyy EECC-direktiivin (2018/1972), artikla 110 2022 EU:n määräpäivä Cell Broadcast -järjestelmien käyttöönotolle 2024 3GPP Release 18 integroi satelliittiverkot Cell Broadcastin tueksi
Teknologia
Ero tekstiviestiin
Cell Broadcast eroaa perinteisestä tekstiviestistä usealla tavalla:
Ominaisuus Cell Broadcast Tekstiviesti (SMS) Lähetysmalli Yksi monelle (broadcast) Piste pisteelle (point-to-point) Kohdistus Tukiasemapohjainen aluekohdistus Yksittäinen puhelinnumero Verkkokuormitus Ei lisää kuormitusta Voi ruuhkauttaa verkon Yksityisyys Anonyymi, ei vaadi puhelinnumeroita Vaatii tilaajarekisterin Äänetön tila Ohittaa äänettömän tilan Ei ohita SIM-kortti Ei yleensä vaadita Vaaditaan Toimitusvarmennus Ei Kyllä Monikielisyys Sisäänrakennettu Vaatii erillisen toteutuksen
Viestien rakenne
3GPP TS 23.041 -standardin mukaan yksittäinen Cell Broadcast -sivu koostuu 82 oktetista, mikä vastaa 93:a merkkiä GSM:n 7-bittisellä oletusmerkistöllä. Yksittäinen viesti voi koostua enintään 15 sivusta, joten viestin enimmäispituus on 1 395 merkkiä latinalaisilla aakkosilla tai 615 merkkiä UCS-2-koodauksella (esimerkiksi arabian, kiinan tai kreikan merkkejä käytettäessä).
Jokainen viesti tunnistetaan yksilöllisesti neljän elementin yhdistelmällä: viestitunniste (Message Identifier), sarjanumero (Serial Number), solutunniste (Cell Identifier) ja kanavaindeksi (Channel Indicator). Tämä mahdollistaa viestien kaksoiskappalesuodatuksen vastaanottavassa laitteessa.
Hälytystasot
EU-Alert- ja CMAS-standardien mukaiset hälytysviestit jaetaan tasoihin, joilla on erilaiset vastaanottosäännöt:
Taso Kuvaus Käyttäjä voi poistaa käytöstä Taso 1 Kansallinen hälytys (presidentillinen) Ei Taso 2 Äärimmäiset katastrofitapahtumat Kyllä Taso 3 Vakavat uhat Kyllä Taso 4 (EU-Info) Yleinen turvallisuusviesti Kyllä EU-Amber Kadonnut lapsi -hälytys Kyllä Testiviesti Järjestelmän testaus Kyllä
Verkkoarkkitehtuuri
Cell Broadcast -järjestelmä koostuu kahdesta pääkomponentista:
Cell Broadcast Entity (CBE) on viranomaisen käyttämä hallintajärjestelmä, jossa hälytysviesti laaditaan, kohdealue määritellään ja lähetys valtuutetaan. CBE:n toiminnallisuus on 3GPP-määrittelyjen ulkopuolella, ja eri valmistajien toteutukset vaihtelevat.
Cell Broadcast Centre (CBC) on ydinverkkoelementti, joka vastaanottaa viestit CBE:ltä, käsittelee ne ja välittää ne eteenpäin matkapuhelinverkon tukiasemille. CBC:n ja verkon välinen rajapinta vaihtelee verkkosukupolven mukaan:
Verkkosukupolvi Rajapinta 3GPP-standardi 2G (GSM) CBC – BSC TS 48.049 3G (UMTS) CBC – RNC TS 25.419 4G (LTE) CBC – MME (SBc-rajapinta) TS 29.168 5G (NR) CBC – AMF (N50-rajapinta) TS 29.518
4G LTE -verkoissa CBC kommunikoi MME:n kanssa SBc-AP-protokollalla SCTP-yhteyden kautta portissa 29168. 5G-verkoissa CBC:n roolin hoitaa Cell Broadcast Centre Function (CBCF), joka kommunikoi AMF:n kanssa joko palvelupohjaisella N50-rajapinnalla tai perinteisellä SBc-rajapinnalla PWS Interworking Function (PWS-IWF) -muuntimen kautta.
Viestinvälityksen kulku
Hälytysviesti kulkee viranomaiselta vastaanottajalle seuraavasti:
Viranomainen luo hälytyksen Cell Broadcast Entityssä (CBE) ja määrittelee kohdealueen, kielen ja hälytystason. CBE lähettää viestin Cell Broadcast Centreen (CBC). CBC käsittelee viestin ja lähettää lähetyspyynnön ydinverkkoon. Ydinverkkoelementti (MME 4G:ssä, AMF 5G:ssä) välittää viestin tukiasemille. Tukiasemat lähettävät viestin radiorajapinnan kautta kaikille kuuluvuusalueen laitteille. Laitteet vastaanottavat viestin, näyttävät ponnahdusikkunan ja toistavat hälytysäänen.
Maantieteellinen kohdentaminen
Cell Broadcast -viestien maantieteellinen kohdentaminen perustuu matkapuhelinverkon solujen tunnistamiseen. Jokainen tukiaseman solu tunnistetaan Cell Global Identity (CGI) -tunnisteella, joka koostuu maakoodista (MCC), verkkokoodista (MNC), sijaintialuekoodista (LAC) ja solutunnisteesta (CI). Viranomainen voi kohdentaa hälytyksen yksittäiseen soluun, tiettyyn sijaintialueeseen tai koko verkkoon.
Kohdennuksen tarkkuutta voidaan parantaa Display Based Geo-Fencing (DBGF) -tekniikalla, jossa vastaanottava laite vertaa omaa GPS-sijaintiaan viestin sisältämään kohdealuemäärittelyyn ja näyttää hälytyksen vain, jos laite on todellisen kohdealueen sisällä.
EU-Alert
Direktiivi (EU) 2018/1972
Euroopan unionin eurooppalainen sähköisen viestinnän säännöstö (European Electronic Communications Code, EECC) hyväksyttiin 11. joulukuuta 2018. Direktiivin 110 artikla velvoittaa jäsenmaat varmistamaan, että loppukäyttäjille voidaan lähettää julkisia varoituksia matkapuhelinverkkojen kautta vallitsevissa tai kehittyvissä suurissa hätätilanteissa ja katastrofeissa. Direktiivi tuli saattaa osaksi kansallista lainsäädäntöä 21. joulukuuta 2020 mennessä, ja varoitusjärjestelmien tuli olla operatiivisessa valmiudessa viimeistään 21. kesäkuuta 2022.
Artikla 110(2) sallii vaihtoehtoisten järjestelmien, kuten mobiilisovellusten, käytön, mikäli niiden tehokkuus osoitetaan Cell Broadcastia vastaavaksi. Euroopan sähköisen viestinnän sääntelyviranomaisten yhteistyöelin (BEREC) on julkaissut ohjeistuksen vaihtoehtoisten järjestelmien tehokkuuden arvioimiseksi.
ETSI TS 102 900 – EU-Alert-standardi
ETSI TS 102 900 määrittelee eurooppalaisen julkisen varoituspalvelun, joka käyttää Cell Broadcast Serviceä viestin jakelualustana. Standardin ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 2010, ja se perustui Alankomaiden NL-Alert-järjestelmään. Uusin versio V1.4.1 julkaistiin vuonna 2023.
Standardi määrittelee hälytystasot, roaming-tuen (roaming-käyttäjä saa varoitukset vierailtavassa maassa), viesti-identifioijat sekä Display Based Geo-Fencing -tuen. Nimikäytännön mukaan "EU"-etuliite korvataan maakohtaisella tunnisteella, kuten NL-Alert, DE-Alert tai FR-Alert.
Käyttöönotto EU:ssa
Toukokuuhun 2026 mennessä Cell Broadcast on käytössä tai toteutusvaiheessa seuraavissa EU- ja ETA-maissa:
Maa Järjestelmän nimi Tila NL-Alert Käytössä (2012) ES-Alert Käytössä (2023) IT-Alert Käytössä (2024) GR-Alert Käytössä HR-Alert Käytössä – Käytössä LT-Alert Käytössä LU-Alert Käytössä Nødvarsel Käytössä (2023) FR-Alert Käytössä (2022) RO-Alert Käytössä DE-Alert Käytössä (2023) SI-Alarm Käytössä S!RENEN Käytössä (2023) Emergency Alerts Käytössä (2023) AT-Alert Käytössä BG-Alert Käytössä SE Alert Suunniteltu (2026) EE-Alarm Toteutusvaiheessa Suomi – Suunniteltu (2027)
Belgia ja Islanti käyttävät Location-Based SMS -tekniikkaa Cell Broadcastin sijasta.
Käyttöönotto maailmalla
Japani – ETWS
Japani otti käyttöön Earthquake and Tsunami Warning System (ETWS) -järjestelmän vuonna 2007. Järjestelmä perustuu Cell Broadcast -tekniikkaan ja on suunniteltu erityisesti maanjäristys- ja tsunamivaroituksiin, joissa varoitusaika on vain muutamia sekunteja.
3GPP TS 22.268 -standardin mukaan ETWS Primary Notification -viestin on saavutettava vastaanottajat neljässä sekunnissa sen jälkeen, kun CBC on vastaanottanut hätätiedon. Käytännössä viestit saavuttavat vastaanottajat 4–9 sekunnissa. Järjestelmä lähettää ensin minimaalisen ensisijaisen ilmoituksen ("maanjäristys tapahtui") ja sen jälkeen tarkentavan toissijaisen ilmoituksen, joka sisältää tietoja seismisestä intensiteetistä ja episentristä.
ETWS on osa Japanin laajempaa J-Alert-järjestelmää, ja sitä käyttävät kaikki maan suurimmat operaattorit: NTT docomo, au (KDDI) ja SoftBank. Japanin malli vaikutti merkittävästi useiden muiden maiden päätökseen ottaa Cell Broadcast käyttöön.
Yhdysvallat – Wireless Emergency Alerts
Yhdysvalloissa Cell Broadcast -pohjainen varoitusjärjestelmä tunnetaan nimellä Wireless Emergency Alerts (WEA). Se perustuu vuonna 2006 hyväksyttyyn WARN Actiin (Warning, Alert, and Response Network Act), ja FCC myönsi toteutukseen 106 miljoonaa dollaria. Järjestelmä käynnistyi 28. kesäkuuta 2012 yhteistyössä National Weather Servicen kanssa.
WEA-viestien enimmäispituus on 360 merkkiä, ja järjestelmä tukee neljää hälytystyyppiä: presidentin hälytys (National Alert), välitön uhka (Imminent Threat), AMBER-hälytys lapsikaappaustilanteissa sekä yleinen turvallisuustiedote. Vuoden 2018 FCC-päivityksessä maantieteellinen tarkkuus parannettiin 0,1 maililiin kohdealueesta ja espanjankielinen tuki säädettiin pakolliseksi.
WEA on osoittautunut tehokkaaksi hätäviestijärjestelmäksi. Heinäkuussa 2012 WEA-hälytys varoitti asukkaita Elmiran tornadosta ja pelasti todennäköisesti henkiä. Järjestelmän virheellinen käyttö on kuitenkin aiheuttanut myös paniikkia: tammikuussa 2018 Havaijille lähetettiin virheellinen ohjusvaroitus inhimillisen virheen vuoksi.
Alankomaat – NL-Alert
Alankomaiden NL-Alert oli ensimmäinen laajamittainen eurooppalainen Cell Broadcast -varoitusjärjestelmä. Pilottihanke käynnistyi vuonna 2005, ja järjestelmä otettiin virallisesti käyttöön 8. marraskuuta 2012. Ensimmäinen todellinen käyttökerta oli 14. joulukuuta 2012 suuren tulipalon yhteydessä Tolbertin kunnassa.