本发明提供了一种长距离分布式大动态微波光纤稳相传输系统包括主信号光发射模块、参考光收发模块、幅相监测及控制模块、延时补偿模块、色散补偿及光放大模块、信号回传模块和主信号光接收模块；其中，幅相监测及控制模块还包括参考信号单元、幅相监测单元、补偿控制单元；参考信号单元采用可变频率信号源；幅相监测单元通过各分站点回传的参考信号之间直接进行鉴相和幅度监测。本发明中参考信号单元可以实时改变参考信号的频率，以获得更高的相位监测精度；幅相监测单元将各分站点返回的参考信号之间直接进行鉴相和幅度监测，仅需要进行分站点间的相对的补偿，降低了延时补偿模块的补偿范围要求，同时降低了系统的复杂程度和成本要求。