FAST (FIX Adapted for Streaming) Börsenlexikon Vorheriger Begriff: FIXML (FIX Markup Language) Nächster Begriff: FIX Version 5.0-Serie

FAST (FIX Adapted for STreaming) ist ein binäres Komprimierungsprotokoll, das speziell für die effiziente Übertragung großer Mengen von Marktdaten in Echtzeit entwickelt wurde. Es wurde als Ergänzung zum etablierten FIX-Protokoll konzipiert, um die Herausforderungen bei der Bereitstellung hochfrequenter Datenströme – insbesondere im Zusammenhang mit Marktdatenfeeds – zu bewältigen. Durch die Anwendung spezieller Komprimierungsregeln reduziert FAST die Datenmenge erheblich und ermöglicht damit eine leistungsfähige, bandbreitenschonende Kommunikation in modernen Handelssystemen.

Hintergrund und Motivation

Mit dem Anstieg des algorithmischen Handels, der Zunahme von Börsenaktivitäten und der steigenden Zahl an gehandelten Instrumenten hat sich das Volumen der zu übertragenden Marktdaten in den vergangenen Jahrzehnten stark erhöht. Klassische FIX-Nachrichten, insbesondere in ihrer textbasierten Form, sind im Hinblick auf Bandbreite, Verarbeitungsgeschwindigkeit und Skalierbarkeit in solchen Szenarien zunehmend an ihre Grenzen gestoßen.

Vor diesem Hintergrund entwickelte die FIX Trading Community das FAST-Protokoll als binäre Komprimierungsmethode für FIX-Nachrichten. Die erste offizielle Version (FAST 1.0) wurde im Jahr 2006 veröffentlicht. Ziel war es, die Vorteile eines standardisierten Kommunikationsprotokolls wie FIX mit der Effizienz und Kompaktheit eines binären Datenformats zu verbinden – insbesondere für die Echtzeitverbreitung von Marktdatenfeeds (z. B. Quotes, Trades, Orderbuch-Updates).

Grundprinzipien der Komprimierung

FAST basiert auf dem Konzept der differenziellen Datenübertragung: Anstatt vollständige Nachrichteninhalte zu übertragen, werden nur die Unterschiede zu vorangegangenen Nachrichten oder vorhersehbare Werte verschickt. Die Komprimierung erfolgt auf Feldebene mithilfe verschiedener Kodierungsregeln:

1. Presence Map (PMap): Kennzeichnet, welche Felder in der aktuellen Nachricht vorhanden sind, wodurch redundante Felder weggelassen werden können.

2. Field Operators: Für jedes Datenfeld kann eine Komprimierungsregel definiert werden, z. B.:

   • Constant: Der Wert bleibt immer gleich (wird nicht übertragen).

   • Default: Wenn der Wert dem Standard entspricht, entfällt die Übertragung.

   • Copy: Der Wert wird aus der vorherigen Nachricht übernommen, falls er unverändert bleibt.

   • Delta: Es wird nur die Differenz zum letzten Wert übertragen (z. B. bei Zeitstempeln oder Preisänderungen).

   • Increment: Der Wert erhöht sich in einem festen Muster (z. B. Sequenznummern).

3. Binary Encoding: Die verbleibenden Werte werden in einem binären Format serialisiert, das platzsparender ist als ASCII-Text.

Die Anwendung dieser Methoden ermöglicht eine drastische Reduktion des Datenvolumens im Vergleich zu unkomprimierten FIX-Nachrichten – häufig um den Faktor 5 bis 20, abhängig vom Nachrichteninhalt und der Marktdynamik.

Struktur und Implementierung

Eine FAST-Nachricht besteht aus einer binären Datenstruktur, die auf einem im Vorfeld definierten FAST Template basiert. Dieses Template spezifiziert:

• Die enthaltenen Nachrichtenarten

• Die Reihenfolge und Datentypen der Felder

• Die anzuwendenden Komprimierungsregeln

Templates werden typischerweise in XML-Syntax definiert und vor Beginn einer FAST-Kommunikation zwischen Sender und Empfänger abgestimmt. Erst nach erfolgreicher Template-Synchronisierung kann der Empfänger die komprimierten Nachrichten korrekt dekodieren.

Ein beispielhaftes Template könnte u. a. definieren:

• Feld A: Copy vom letzten Wert

• Feld B: Delta zu vorherigem Wert

• Feld C: Constant mit vordefiniertem Wert

Die Komprimierungs- und Dekomprimierungslogik muss auf beiden Seiten synchron laufen. Bei Fehlern in der Synchronisierung (z. B. bei verlorenen Nachrichten) ist eine Wiederherstellung durch Re-Synchronisation oder vollständigen Snapshot erforderlich.

Anwendungsbereiche

FAST findet vorrangig in der Marktdatenkommunikation Anwendung, insbesondere bei Börsen und Plattformen, die große Volumina an Echtzeitdaten verteilen. Typische Einsatzszenarien sind:

1. Orderbuchdaten-Feeds: Komprimierte Übertragung von Level-1- oder Level-2-Marktdaten.

2. Trades und Quotes: Übermittlung von Preisaktualisierungen und Handelsausführungen.

3. Snapshot-Daten: Komprimierte Bereitstellung eines vollständigen Marktstatus bei Systemstart oder Wiederherstellung.

4. Multicast-Feeds: Kombination von FAST mit Multicast-Übertragung zur gleichzeitigen Versorgung vieler Empfänger.

Die größten Verbreiter von FAST-basierten Datenfeeds sind international tätige Börsenorganisationen wie:

• NASDAQ OMX (mit eigenen FAST-Implementierungen)

• NYSE Euronext

• CME Group (für Derivate- und Rohstoffdaten)

• Toronto Stock Exchange

• BATS / Cboe Europe

Vorteile

Die Einführung des FAST-Protokolls bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich:

• Hohe Kompressionseffizienz: Reduziert die Netzwerkbelastung bei hohem Datenaufkommen.

• Geringere Latenz: Schnellere Übertragung durch kleinere Nachrichtenpakete.

• Skalierbarkeit: Ermöglicht die Versorgung vieler Empfänger mit gleichzeitigen Marktdatenfeeds.

• Standardisierte Templates: Erleichtert die Implementierung und Wiederverwendung.

Herausforderungen und Einschränkungen

Trotz seiner Effizienz ist FAST nicht ohne Nachteile:

1. Komplexität der Implementierung: Im Vergleich zu textbasierten Protokollen ist die Entwicklung und Wartung von FAST-Encoder/Decoder-Software technisch anspruchsvoll.

2. Synchronisationsanfälligkeit: Wenn Nachrichten verloren gehen oder Templates abweichen, kann der Datenstrom nicht mehr korrekt interpretiert werden.

3. Weniger Transparenz: Binäre Formate sind für Menschen schwer lesbar, was Debugging und Überwachung erschwert.

4. Template-Management: Die Verwaltung, Versionskontrolle und Verteilung von Templates erfordert organisatorische Sorgfalt.

Vergleich zu anderen Formaten

FAST steht in direkter Konkurrenz zu anderen Komprimierungstechnologien im Finanzbereich, etwa:

• SBE (Simple Binary Encoding): Weiterentwicklung mit Fokus auf Performance und Flexibilität, unter anderem von der OpenMAMA- und FIX Performance Working Group unterstützt.

• ITCH (binär, unkomprimiert): Von manchen Börsen bevorzugt, da es einfacher zu implementieren ist – allerdings mit höherem Bandbreitenbedarf.

• FIXML (textbasiert, XML): Besser lesbar, jedoch nicht für hochfrequente Echtzeitanwendungen geeignet.

FAST positioniert sich damit als Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Kompaktheit und Standardisierung, wobei der Fokus auf Marktdatentransport in Echtzeit liegt.

Fazit

FAST (FIX Adapted for STreaming) ist ein hochspezialisiertes Komprimierungsprotokoll für die effiziente Übertragung von Marktdatenfeeds im Finanzmarkt. Durch den Einsatz intelligenter Komprimierungsregeln, differenzieller Kodierung und binärer Formate ermöglicht es eine erhebliche Reduktion des Datenvolumens bei gleichzeitig hoher Übertragungsgeschwindigkeit. Dies macht FAST zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Börsen, Datenanbieter und Marktteilnehmer, die große Mengen an Handelsinformationen in Echtzeit verarbeiten müssen. Trotz technischer Komplexität bleibt FAST aufgrund seiner Effizienz und breiten Akzeptanz ein zentraler Bestandteil moderner Handelsinfrastrukturen.