高频交易武备升级，光速传输再添利器
根据《华尔街日报》本周报道，美国领先的高频交易员正在使用一种超级新颖的实验类型光缆将其系统速度提高十亿分之一秒。这是各高频交易大佬在技术军备竞赛中的最新举措。
该新型光缆称为中空光纤（hollow core fiber），是下一代光纤，用于向家庭和企业提供宽带互联网。此类光缆由玻璃制成，可承载编码为光束的数据。但是中空纤维不是固态的，而是内部空的，有几十个平行的，充满空气的通道，比人的头发还要窄。
因为光在空气中的传播速度比玻璃快50％，所以通过中空光纤传输数据的时间比通过相同长度的标准光纤传输数据的时间少约三分之一。
图：华尔街日报的报道
这个差异通常仅为一秒的非常微小的部分。但是在高频交易中，这就是亏钱和赚钱的差别。高频交易公司使用先进的算法和超快速的数据网络来执行股票，期权和期货的快速交易。许多人都对其交易策略和技术保密。
提供极致速度的中空光纤链路是快速交易者用来击败竞争对手的一系列进步中的最新成果。在十年前，一家名为Spread Networks的公司花费了约3亿美元在从芝加哥到纽约的直线上铺设普通光纤，因此交易者可以在沿途来回传输数据仅13毫秒，即13个千分之一秒。几年之内，微波塔台网络取代了该链接成为最快，从而将沿途的传输时间缩短至不到9毫秒。不过，微波传输网络在某些恶劣天气下会传输中断，在高温高湿的环境下速度也会受影响，于是，上述投资巨大的直线光纤所有者至少还有HFT公司的后备线路生意可以做。不然，这投入巨大却一出来就马上落后，不再是最快链路的商业苦果更加难以下咽。
HFT公司不仅使用激光光束（Laser Beam）在纽约证券交易所和纳斯达克公司的数据中心之间传输数据，还将其套利算法嵌入到超快计算机芯片中实现（FPGA）。面对物理和技术的竞争高边疆，交易员不得不进行纳秒级的战斗。
根据行业工程师和高管的说法，高频交易商最多只能在几百码的短距离内使用新型中空光纤。他们说，一种常见的用途是将这种新型光纤部署在交换机系统的数据中心并连接到附近的微波通讯塔。从那里开始，HFT公司通过野外微波天线网络继续传输数据。
在这短暂的时间内将标准光纤替换为先进中空光纤可能会使公司的网络速度提高数百纳秒。一纳秒等于十亿分之一秒。
先进中空光纤是1990年代的先驱，但由于一个关键问题而从未得到广泛使用：通过这种光纤发送的信号的衰落速度比标准光纤快，因此无法长距离使用中空光纤。由于其复杂的结构，制造成本也很高。
但是，近年来，成本下降了，一些制造商成功地制造出可以在更长距离上传输数据的中空光纤。这激发了交易者的兴趣。
关于中空光纤是否会更深入地进入高频技术尚无定论。业内怀疑论者说，即使制造商制造的光纤可以发送数十英里或数百英里的数据，但由于地下光缆不可避免地会发生弯曲而使传输速度变慢，因此不太可能取代通过空中直线传输的无线网络。
支持者说，如果技术足够好的话，中空光纤可以用于新泽西州北部的纽约证券交易所和纳斯达克有数据中心的地方，甚至在连接伦敦和纽约的大西洋下也可以用于高带宽中空光纤链路。
Jump的前无线工程负责人说：“当您将光线发送到固体光纤中时，就好像您是通过50英里厚的窗户发送光线一样。” “有了空心核，您就可以将其传送到50英里的空中。”
高频交易备受争议，批评人士说，某些超快策略对其他投资者构成无处不在的抽取利益的有毒市场环境，在不知不觉间对全市场征收“高频税”，只要你交易，甚至只要你展示交易意图（报单）就可能被一群武装到牙齿的算法盯上。而HFT行业代表说，这种批评是没有根据的，毕竟金融交易是最纯粹的市场经济，你要也想收，你就来啊。
怎样理解高频交易和其应用？交易门近期专门对话纽约资深高频交易员Richard。
Q：你最近十年都在做高频交易。在你看来，最近几年在美国这个行业有什么比较突出的新趋势？
A：2012年之后，做高频交易钱越来越难赚。很多人为了快零点零几个毫秒，都愿意花几百万（除特别指明，本文均指美元）建微波塔（microwave tower），从芝加哥到纽约，把信号传过去。这就搞成一个技术性的交易了。做高频，就是堆钱来做了。因为做的人多了，你的利润率就越来越小。【按：2013年美国加州大学的研究者分析市场数据发现，从2011年3月开始，芝加哥到纽约的延迟从之前的7.5毫秒突然缩短到5毫秒。这是非常重大的进步。研究人员通过分析FCC的数据发现，在2013年这项研究进行时，有15个有执照的网络在芝加哥和纽约之间经营微波塔连接。这个延迟的降低很可能是因为新的微波塔上线引起。参考阅读：https://arstechnica.com/information-technology/2016/11/private-microwave-networks-financial-hft/】
2008到2011年这段时间，我们做这种Spread（价差）交易，在股市震荡的时候，一股可以赚1角，最大价差时甚至可以赚一块钱。在市场流动性很差的时候，像2010年的Flash crash 期间，spread更大。我们那个时候一天赚百万量级的钱，现在一个星期才能赚到。（注：Flash Crash指2010年5月6日下午约 14:40，道琼工业指数盘中自10,460点开始近乎直线式下跌，仅五分钟便暴跌至 9,870点附近。当天指数高低点差近一千点，一兆美元瞬间蒸发。美国司法部抓了个替罪羊，指控高频期指交易员萨劳涉嫌透过自动交易程式，在市场下了大量沽盘，造成大量供应的假象，从中买卖获利。）
Q：Citadel这样的机构在市场中扮演什么样的角色？
A：Citadel这样的机构大多数时间是做市商。做市商站在市场中随时准备和其他人的交易意图成交。现在大家觉得最容易赚钱的就是做Flow类型的交易。
Flow简单说是指，当某账户要发起交易，这个意图会传送到券商那里帮你放到市场上去执行。之前券商是直接把这个报单扔向市场，现在券商会把这个交易意图的信息流交给如IMC和Citadel这样参与做市的交易商。交易商为得到这个Flow信息流平均一个单需要支付券商几毫钱。然后就可以有选择地和这个交易意图成交（internalization）——客户下单的价钱跟当前最新市场价可能会有脱节，交易商看到机会和它成交之后，会马上通过在公开市场反向交易把这个盈利锁定，Flow过来的报单，只要和我的理论价（策略内部愿意成交的价格）匹配不上，就撮合不了，就会把这个单继续送到公开市场中去。策略的理论价取决于当前市场最新价，交易商现在的仓位，和对未来价格变动方向的预判等因素。Internalization的全过程让交易商能够选择对自己有利的单成交。这样一方面给Flow提供了流动性，协助这些交易意图的成交，一方面他们自己利润空间也能保证。
Q：高频交易员怎么利用市场微观结构来寻找套利机会？
A：我们做高频交易需要依赖市场微观结构来做判断。比如交易所向我们收的费用不一样。有的交易所是你给他提供流动性，他给你回扣，报单就可以赚钱；有的交易所是你给他提供流动性，你还需要付费。我们可以用需要付费的交易所内的交易来作为策略触发信号，如果有人在需要付费的地方来交易，来提供流动性的话，往往说明市场要往这个方向动。如果能把这种小的东西钻研透了，我们就可以抢在其他人前面把其它交易所的有利方向的单全部吃掉。因为像我们做股票，有10个交易所，有将近20个客户暗池，有这样一点点的优势，长期下来就可以积累较大的优势。
交易所有个撮合引擎（matching engine），cross买单卖单撮合交易。撮合引擎会连接很多个接口，每个接口都可以放新的报单进来，但是交易所是用round robin的算法（参考阅读：https://en.wikipedia.org/wiki/Round-robin_scheduling）来按顺序一个个从接口里面拿单进来，如果某个报单在这个接口里面进来了，但是时间不凑巧没轮到最快进入撮合引擎，就要在接口里面排队，等下一次轮回来进去。这种机制就可能人为地造成后下的单先进入撮合。高频交易者如果需要最快地交易到当前价，就需要向所有的接口发单并利用交易所的立即成交否则取消指令（Immediate or Cancel, IOC）来达到这一目的。【按：机会总是留给把细节搞明白的、把游戏规则钻研得最透的人。】
Q：《Flash Boys》这本书的作者用了一个术语来形容高频交易者，叫Front Run（先于交易意图始发者抢跑建仓），他指出这是因为高频交易者比其他人更早看到这个单，取得了其他交易者没有的不公平的优势。你怎么看？
A：对高频交易者来说，这是市场微观结构上的一个博弈。我们每个人站的角度不同，对它的理解就不一样。如果市场是100股想买，100股想卖。突然变成10万股想买，只有100股想卖，那高频交易者就认为市场马上就要往上走了。所以会马上把市场上这个100股卖单扫掉。但Flash Boys里面说，你这个就是抢跑这10万股的报单，因为想买10万股的那个人买不到，得提高报价再买。
这里实质的问题不是谁抢跑，而是那个大额报单的出现本身就在向市场释放未来价格变动的信息。我们自动化的程序把这个观察应用到实际交易里面，通过提升市场价格反应的效率赚钱。【按：书中自有黄金屋，这部分理论30年前就被研究了，参考阅读Kyle 1985：https://faculty.fuqua.duke.edu/~qc2/BA532/1985%20EMA%20Kyle.pdf】
或者从另一个角度来看，如果10万股是个市价单，如果他的执行方随意把这个交易放到交易所里，根据SEC规定，他会一个个交易所去按所有市场的最优价格进行交易。有10个交易所，在第一个如果只交易了1万，那就去第二个、第三个。如果我们是看到第一个交易所买完之后，会跑到第五个交易所买掉。因为我根据不同的费用结构（fee structure）以及交易所间的信号传输，探测到这个交易对市场的影响有多大。针对这个情况，有人专门做了一个聪明的交易系统，把大单分拆，对信号传输延迟调整后，同时到达所有交易所。
Q：高频交易赚的是谁的钱？
A：现在主要的高频玩家都有类似的策略模型，不会跨线（跨过Bid-Ask Spread）去交易，而希望是跟主动跨线过来的“傻钱”交易。因为总会有人预测市场往哪运动，但我不知道也不预测。他们先我们一步，把我们的单吃掉，如果我的策略没有出错，我就可以锁定这个盈利。对他的持仓time horizon（时间线）来说，他这个基于自己策略的报单肯定是期望赚钱的。我可能在一毫秒赚钱，而他可能是一分钟的时间线赚钱。在超高频领域，你只能寄希望，不同时间维度，根据不同信息来源，持有不同观点的人来跟你交易。而那些更“傻”的个人交易者的报单早已经通过internalization，把flow给了交易公司，并不会直接来在高频这个维度交易。【按：高频策略的盈利构成更低频率策略的成本结构的一部分，都能赚钱的原因是赚的不一样的钱。挺像义乌小商品的全球批发零售网络，高频策略就是那些集中化的零售商。】
Q：一个成功的交易团队由哪些人组成？
A：对一个交易团队来说几部分人很重要，交易员，策略，程序员，还有最重要的Quant。Quant把交易员产生的想法进行大规模历史回测，优化参数，以及用程序员能理解的语言翻译给他们，这样形成一个合作的回路。这是一个系统工程，每个人都不能取代，每一部分都相当重要。
Q：今后的策略开发是什么思路？
A：超高频的交易利润率越来越小，我在研究中低频的交易，看能不能把高频交易里面发掘到的一些经验结合起来。
高频成本很高，在交易所要有自己的服务器，要有直接连接（direct connect），需要随时知道交易所的更新，软件要随时更新，这个是一笔很大的费用。从交易所到交易所之间的高速连接，你还需要花一笔钱，无线连接。无线比cable快个几毫秒，也是很大一笔钱。所以我想能不能用高频交易的思想，做一些中长期的交易。我不需要抓几分钱。所以对这几分钱的滑点我不是太在意。我要抓的是几块钱或更多的。
就好像VIX（恐慌指数），它自己有个decay（自身价值在不停减小）的效果。很多人去做空这个东西。像我做VIX ETF，我就去做市（Market Making），我知道它中间所有的关系，它怎么roll，改变持仓，知道它确实是一个decay。如果我能把它放到不是一天之内，上下几分钱的这种利润，我如果把它时间放长一点，放到几个星期、几个月，甚至几年，我会有一个可行性比较完善的策略。只要我设计的策略靠谱的话，我完全可以控制在黑天鹅事件中的最大回撤率，并产生可观的回报。
Q：怎么保持在高频交易中不断赚钱？
A：我对技术一直有好奇心。一直有新的东西出现。拿交易速度来说，原来用Java，后来用C++，现在用硬件来做。我们如果策略只靠某个信号可以做交易，我们就直接写到FPGA里面，这是纳秒级别上。其它是微秒级别。之后肯定还有更快的。看大家愿意往里面投多少钱。
FPGA每制作一次费用是1万到5万，现在价钱是越来越往下走了。如果价钱可以降低，我们甚至可以把以前用C++写的东西，每天往里面烧新的。那么大家又来到一个更快的速度中竞争了。
大家进化之后，信息源也在慢慢进化。举个例子，交易所以前发表的数据都是以毫秒计的，现在变成微秒，现在纳斯达克都是纳秒级别。交易数据在不断在进步，高频交易的自动化程度以及学习程度也会越来越高。但我感觉总会有个极限，突破每个极限再往前迈非常艰难，或者时间会比较长。我对高频的感觉是有钱赚，但你要花更多钱投资技术，才会保证你在未来能分到一杯羹。
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