У вас какая-то каша. Если вы хотите объеденить их l2 туннелем( тоннель в бридж ), то у вас не две подсети, а одна географически распределённая.
Если же у вас реально две одинаковые подсети, то ваша идея корректна. В каждой подсети вы маскирует( подменяет ) другу сеть, меняя в ней адреса, подставляя вместо нее виртуальную сеть, маршрутизируете эту сеть на другой роутер и там делаете обратное преобразование. Сделать это надо на двух концах туннеля, поскольку иначе у вас не будут проходить ответы.