高精度的时间同步技术在卫星导航、航空航天、深空探测、地质测绘、通信、电力传输和科学研究与计量等领域有着重要的应用价值。现有文献报道的光纤时间同步方案基本都是点对点的，在很多实际应用中，需要点对多点的分布式高精度时间同步。现有的分布式的时间同步方案，如基于光纤同步数字系列（SDH：Synchronous Digital Hierarchy）的时间同步和IEEE1588（PTP）时间同步协议，的精度较低。　　本文研究基于光纤实现高精度分布式时间同步的方法，及其系统设计与实现技术。主要的工作包括：　　(1)对分布式光纤时间同步系统进行了系统分析，详细的分析和讨论了温度、发射波长等因素对分布式时间传递精度和稳定度的影响。　　(2)设计实现了一种间歇轮询比对分布式光纤时间同步方法，包括：基于时分多址接入机制（Time Division Multiple Access，TDMA）的控制协议，帧结构，光纤时间同步端机以及钟差预测算法。针对间歇轮询分布式光纤时间同步方法的不足，进一步提出了一种不间断分布式光纤时间同步方法。通过采用TDMA机制和动态调整定时信息（如1pps，5pps等），实现时间同步中心和所有接入时间同步单元间的不间断分布式光纤时间同步，提高了时间同步精度和稳定度。　　(3)在实验室环境下搭建了连续稳定运行的点对点的光纤双向时间比对实验系统，开展了100km点对点双向时间比对实验，实现了精度优于40ps的时间传递。在此基础之上实现了1×8分布式光纤时间同步实验系统，进行了基于不同TDMA周期（半个小时、一个小时和两个小时）的分布式光纤时间同步实验，同步精度均优于100ps。