С адресами все ясно - при работе по кабелю DHCP модема успевает первым ответить, а вот при подключении по беспроводке - естественно, первым оказывается DHCP роутера.
Поменяйте IP-адрес DIR-300 на адрес из вашей подсети (например, 192.168.1.100).
Убедитесь, что DHCP у вас включен только на модеме, а на роутере - отключен. Просто при включенном DHCP на DIR (да еще если DNS-relay разрешен) он выдаст свой адрес в качестве шлюза/ДНС, что не есть гуд.
Вообще, эту тему мы поднимаем неоднократно. Почитайте:
viewtopic.php?p=653377#653377