Se você está preocupado apenas com a disponibilidade do DHCP, não se preocupe com uma sub-rede separada. Não deve haver qualquer problema em configurar dois servidores DHCP na mesma sub-rede, desde que eles estejam distribuindo diferentes intervalos de endereços IP. Parece que seu hardware existente deve suportá-lo e resolver o problema principal que você mencionou. Ele também tem o benefício adicional de alguma redundância caso um dos roteadores pare de distribuir endereços, o que parece comum com pequenos dispositivos como esses. Se você continuar a executar uma sub-rede, lembre-se de que suas máquinas coletarão endereços do servidor DHCP.
Existem outros benefícios para separar sub-redes, como limitar o tráfego de transmissão e a capacidade de usar um protocolo de roteamento para fornecer links redundantes no futuro. Antes de adicionar essa complexidade, eu descobriria se limitar o tráfego de transmissão fornecerá uma melhoria notável no desempenho, agora ou à medida que sua rede cresce. Se você vai crescer significativamente no futuro, talvez seja melhor interromper sua sub-rede agora, em vez de ter que ler um grande pedaço de sua rede no futuro.
Se você tiver sub-redes separadas, você terá um gateway diferente para as máquinas na segunda sub-rede e, obviamente, todo o roteamento para ficar entre as sub-redes. Também espero que você precise configurar e usar o servidor WINS fornecido com o SAMBA. (O SMB não funciona bem em sub-redes separadas sem o WINS)
E como um rápido aparte, eu tenho pontes Cisco e RAD ligando vários bombeiros a distâncias de várias milhas, e eu não posso dizer o suficiente sobre boas antenas. Você pode achar suas pontes mais confiáveis se você conseguir algumas antenas parabólicas ou yagi.