一种光纤传输通道时钟同步系统，包括：为不同远端节点分发时钟和SYNC信号的时钟与SYNC处理子系统、用于完成信号的光/电、电/光转换及传输的信号传输子系统、用于实时调节时钟相位的时钟相位调节子系统、用于完成时钟和SYNC的相位重对齐的SYNC重采样子系统。其中，所述的时钟与SYNC处理子系统包括时钟周期延迟分发模块、SYNC分发和接收模块；所述的信号传输子系统包括电转光模块、光纤传输模块、光转电模块；所述的时钟相位调节子系统包括锁相环模块、可变相位延迟模块。本发明还包括使用光纤传输通道时钟同步系统的方法。本发明能够有效完成所有远端测量节点与本地数据处理中心的时钟同步、采样同步功能，可以适应不同长度的光纤，系统结构简单。