本实用新型提供一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输系统,包括依次连接的发射端、光信道、接收端;发射端包括锁相环模块、分频模块、编码模块、电光转换模块,锁相环模块分别与分频模块、编码模块连接,分频模块与编码模块连接,编码模块与电光转换模块连接,电光转换模块与光信道连接;接收端包括光电转换模块、锁相环模块、解码模块,光信道与光电转换模块连接,光电转换模块、锁相环模块分别与解码模块连接。本实用新型的主要电路部件采用FPGA实现,其一致性好,调试难度低,且采用的时钟频率较低,功耗低,实现难度低,本实用新型的编码方法和解码方法可靠性高,同步性好。