Colocar dois roteadores em cascata que tenham o mesmo endereço IP pode dar um nó no seu juízo, porque parece funcionar mas o roteamento simplesmente não funciona. Tem um roteador wireless netgear na casa de um amigo meu que é o único que eu conheço que detecta essa condição e muda seu endereço automaticamente. Tenho que me lembrar de anotar modelo e versão do firmware.
Todo roteador deveria ser capaz de detectar isso. Afinal é muito simples comparar seu próprio endereço com o IP do gateway detectado na porta WAN.
Na prática é desaconselhável até mesmo usar a mesma sub-rede. Por exemplo, um roteador que cria uma rede 192.168.0.x não deve ser conectado a outro (como um modem) que também cria uma rede 192.168.0.x, mesmo pela porta WAN e mesmo que um tenha endereço 192.168.0.1 e o outro 192.168.0.10.