本发明涉及光纤传感信号处理技术领域，公开一种光纤通信多径干扰抑制方法和系统，包括：获取光脉冲的接收信号矩阵，构建相位空间的相移字典和时延空间的时延字典并计算时频空间融合特征矩阵；构建时延差补偿矩阵，对接收信号矩阵进行观测得到同步接收信号矩阵；根据同步接收信号矩阵计算时延差补偿后的时频空间融合特征矩阵，构建多径干扰特征矩阵、有效信号特征矩阵并分解时延差补偿后的时频空间融合特征矩阵，求解有效信号特征矩阵的最优解；结合相移字典、时延字典和有效信号特征矩阵的最优解得到多径干扰抑制后的接收信号矩阵。本发明可以得到多径干扰抑制后的接收信号，提高在多径干扰背景下的光纤系统信息传输的可靠性。