Если я все правильно понимаю, то косяк в том, что модемы нифига сами пакеты не форвардят, а им надо, чтобы к ним обращались по их адресу и соответсвенно они сами отвечают со своего адреса.
Пока видится так, что единственный нормальный вариант, который может сработать:

Но не факт, что с помощью route rule можно обойти отправку через connected route.
Mangle action=route - тоже не вариант (как и src-nat) он работает только в chain=prerouting
Ну и ещё остаётся вариант с +2 промежуточными устройствами, которые будут делать src-nat. Вроде там той же проблемы все-таки не всплывает.