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Amigo, 

O único que conheço que consegue fazer WDS com mais de um roteador é o pepwave.

já fiz o teste com 4 roteadores interligados.

Router 1 > WDS > Router 2 > WDS > Router 3 > Router 4.

todos os 4 ainda continuavam fornecendo um AP. ou seja, se eu estivesse no range de qualquer um desses AP's estava tranquilo.

Pode ser a solução do seu problema a que usamos aqui; Em cada sala tínhamos uma rede Wifi e os dispositivos de uma sala não acessavam os dispositivos da outra, a solução foi centralizar a concessão de IP (servidor DHCP), DNS e gateway em um só lugar no servidor da rede cabeada, os roteadores WIFI passaram a conversar via rede cabeada já existente.

Uma vantagem desta solução é que o aumento do trafego será feito mais pela rede via cabo, poupando as redes WIFI que são mais lentas.

A maioria dos Roteadores WIFI podem ser usados como repetidores (WDS).

Se já existe um roteador e o sinal WIFI está fraco pode-se usar um modelo idêntico e basta configura-lo como repetidor do Sinal (WIFI) principal. Dependendo da distância, a solução pode ser a simples troca da antena do roteador, por uma mais potente.

Se a área de cobertura for muito grande o melhor é usar um “Access Point” do que usar vários roteadores WIFI (WDS), O “Access Point” é especializado em WIFI e existem vários modelos com diversas áreas de cobertura e até a prova d’agua que podem ser instalados ao ar livre.

Veja um mini "Access Point" que pode ser usado só na tomada como repetidor de sinal WIFI.