Os satélites LEO (Low Earth Orbit) são satélites que surgem como uma alternativa eficaz para os satélites GEO (Geostationnary Earth Orbit). Ficam a uma altitude de 800 km, cobrindo apenas uma pequena área da terra, precisando de vários satélites em órbita para dar continuidade e ter uma ampla área de abrangência.
Pela baixa altitude a distância entre os satélites é somente um pouco mais longa do que se fosse pela terra. A sua velocidade de propagação da onda é 50% mais rápida do que na fibra ótica, pretendendo assim um baixo atraso de propagação. O artigo discute essa diferença de propagação entre satélites LEO e GEO e qual o seu impacto.
Todos os satélites usados para comunicação de vídeo, voz, dados e outros são satélites GEO. Eles são mantidos no plano equatorial da terra a uma altitude de 35680km, estando as distâncias entre os terminais e o satélite situar-se entre 35680 e 40496km. O tempo de propagação entre um terminal e um satélite é de 120 à 136ms, porém o caminho de duas vias é quatro vezes esse valor, sendo o valor real de 480 à 544ms. Tomando o caso da telefonia, o sinal pode percorrer por terra, adicionando 1ms a cada 160km, num país como os EUA por exemplo, pode-se adicionar até 30ms. Assim, o atraso pode ficar entre 520 e 584ms.
Nos sistemas de telecomunicações, em conversação por exemplo, o atraso de propagação influencia na qualidade do serviço. Esse atraso é percebido no uso de satélites GEO, causando dificuldades na comunicação. Alguns sistemas modernos retiram o eco para reduzir este efeito, mas a demora continua.
Uma conversa face a face, numa distância de 3 a 4 metros em duas vias, gera um atraso de 20ms (causado pela velocidade de propagação do som no ar). Um conversa telefônica de ponta-a-ponta nos EUA, gera um atraso entre 25 e 30ms, passando praticamente imperceptível. Em testes realizados, a demora de seres humanos responderem a estímulos fica entre 200 e 300ms, tornando visível o atraso em tempos maiores que estes. A longa demora de propagação também é prejudicial nos protocolos de comunicação de dados.
Quanto aos satélites LEO, seu número de satélites em órbita deve ser suficiente para que ocorra uma superposição entre o início e fim da abrangência de cada um. Para sistemas utilizando um ângulo de 40° por exemplo, a constelação pode utilizar 21 órbitas, tendo 40 satélites por órbita, resultando em distâncias de separação de 1005km Norte-Sul, e de 816 a 1061km Leste-Oeste (distâncias maiores quanto mais perto da linha do equador). Essas disposições garantem um cone de vista (abrangência) de 1781km de diâmetro, garantindo a superposição dos satélites.
As ligações feitas de satélite a satélite tem o princípio de que são propagadas na velocidade da luz, e as ligações de fibra ótica são propagadas em 2/3 dessa velocidade.Um exemplo para ilustrar a diferença entre atraso de propagação entre satélites GEO, LEO e fibra ótica, seria levar um sinal de Washington a São Francisco (EUA). Por fibra ótica, o atraso seria de 40ms. Considerando satélites LEO poderia no caso, levar de 30ms (utilizando um satélite) a 43ms (utilizando dois satélites). Assim o atraso é igual ou menor usando satélites LEO, não sendo ainda perceptível o atraso em chamadas telefônicas e sendo bem melhores que satélites GEO onde o atraso seria de 590ms.
Comunicações via satélite tem uma vantagem significativa em comparação às comunicações via cabos terrestres, estando livres da intervenção do homem ou da natureza. A comunicação sem fio foi fornecida pelos satélites GEO e marcaram o início de um mundo conectado, no entanto com uma menor qualidade de serviço. Agora os satélites LEO vem com a promessa de fornecer comunicação sem fios com um atraso menor que o da fibra ótica, eliminando a principal causa da diminuição da qualidade do serviço nos sistemas de satélite.