本发明公开一种基于探测频率编码的相干光时域反射仪，它包括激光器、第一耦合器、频率编码器、射频驱动器、环形器、光接口、光滤波器、第二耦合器、光电探测器、射频放大器、数据采集模块、信号处理模块和显示模块。激光器发出的激光经频率编码器进行频率编码以获得探测频率脉冲光和与之时序互补的填充光脉冲。探测频率脉冲光和填充光脉冲的频率不同，二者各自在光纤线路中的背向瑞利散射信号返回后，经环形器的第三端口进入光滤波器，滤出来的探测光信号与本振光在第二耦合器相干，接着由光电探测器输出相干中频信号，最后，对中频信号进行采集和处理得到反映光纤线路特征的时域曲线。