本发明公开了一种分布式超高频振动信号测量方法及光纤传感器，属于光纤传感领域。方法包括：将连续光载波分为两路，将一路调制为具有多个频率分量的多边带信号；将多边带信号调制为随机脉冲序列后输入到待测光纤，使其产生后向瑞利散射信号，将后向瑞利散射信号与另一路光载波耦合后输出两路耦合信号；提取两路耦合信号拍频后的强度信息，对该强度信息滤波使多个频率分离，然后对其分别相干解调后合并，对合并后的信号时序重组；对重组后信号的相位进行离散傅里叶变换得到频谱。传感器主要包括：耦合器、任意波形发生器、电光调制器、声光调制器、光电探测器。本发明可提升分布式传感系统对信号强度测量的准确性以及系统频率响应上限。