一种长距离分布式光纤高频振动测量的系统和方法。其系统包括：包括待测光纤、第一空分复用器、第二空分复用器、激光器、第一耦合器、相位光时域反射仪，马赫增德尔干涉仪和数据采集处理装置，待测光纤中包含至少5路空分复用光路，第一空分复用光路的后向散射光由相位光时域反射仪转换为电信号后计算振动位置，第二空分复用光路和第四空分复用光路组成回路、第三空分复用光路和第五空分复用光路组成回路，两回路的前向光由马赫增德尔干涉仪转换为电信号后计算振动频率和频度。本发明将相位光时域反射仪和马赫增德尔干涉仪技术相结合，能够同时测量对应振动不同频率传感数据的多个物理参量，有效提升了光纤传感振动测量系统的频率响应范围。